ES2843693T3 - Cleaning device for personal cleaning care - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de limpieza (2A, 2B, 2D) para cuidado de limpieza personal y para convertir un movimiento alternativo en un movimiento rotatorio, que comprende: un alojamiento de dispositivo de limpieza (20A, 20B, 20D) conectado de manera desprendible a un alojamiento de mango (10); un soporte (21A, 21B, 21D, 22A, 22B, 22D) para sostener el dispositivo de limpieza (2A, 2B, 2D), fijado de manera desprendible al alojamiento de dispositivo de limpieza (20A, 20B, 20D); un portador de elemento de limpieza (3A, 3B, 3D) y elementos de limpieza (4A, 4B, 4D) distribuidos sobre el portador de elemento de limpieza (3A, 3B, 3D), en el que un extremo del portador de elemento de limpieza (3A, 3B, 3D) opuesto a un extremo del portador de elemento de limpieza (3A, 3B, 3D) que tiene los elementos de limpieza (4A, 4B, 4D) distribuidos se acopla con el alojamiento de dispositivo de limpieza (20A, 20B, 20D) con un sello (5A, 5B); un transductor de dispositivo de limpieza; un conjunto pasivo que está ubicado por encima de una bobina de accionamiento (14) en el alojamiento de mango (10) y comprende un portador de imanes permanentes (26) y una pluralidad de imanes permanentes (24, 25), en el que el portador de imanes permanentes (26) está fijado a un extremo del transductor de dispositivo de limpieza (23A, 23B, 23C, 23D) opuesto a un árbol de acoplamiento de portador de elemento de limpieza (23A5, 23B5), estando fijados la pluralidad de imanes permanentes (24, 25) al portador de imanes permanentes (26); caracterizado por que el dispositivo de limpieza que tiene una frecuencia de vibración natural fnatural se constituye utilizando el esfuerzo de flexión de un material elástico, de modo que la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza (2A, 2B, 2D) está en un intervalo de 100 Hz a 400 Hz, y una relación entre la frecuencia natural fnatural y una frecuencia f0 de una fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento (14) en el mango satisface 0,85f0<fnatural<1,05f0; en el que el transductor de dispositivo de limpieza comprende un soporte de transductor (21A, 21B, 21D, 22A, 22B, 22D), dos elementos elásticos de transductor, es decir, el primer elemento elástico de transductor (23A1, 23B1, 23C1, 23D1) y el segundo elemento elástico de transductor (23A2, 23B2, 23C2, 23D2), retenedores de elemento elástico de transductor (23A31, 23B31, 23B32, 23C3, 23D3), un brazo de transmisión (23A41, 23A42, 23B41, 23B42, 23C41, 23C42, 23D41, 23D42) del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor, y el árbol de acoplamiento de portador de elemento de limpieza (23A5, 23B5), insertándose el árbol de acoplamiento de portador de elemento de limpieza (23A5, 23B5) de manera apretada en el portador de elemento de limpieza (3A, 3B, 3D) de modo que el transductor de dispositivo de limpieza (23A1, 23B1, 23C1, 23D1, 23A2, 23B2, 23C2, 23D2) se acopla de manera fija con el portador de elemento de limpieza (3A, 3B, 3D); acoplándose un extremo de los elementos elásticos de transductor (23A1, 23B1, 23C1, 23D1, 23A2, 23B2, 23C2, 23D2) de manera fija con un retenedor de elemento elástico de transductor correspondiente (23A31, 23B31, 23B32, 23C3, 23D3), y acoplándose el otro extremo de los elementos elásticos de transductor (23A1, 23B1, 23C1, 23D1, 23A2, 23B2, 23C2, 23D2) de manera fija con el brazo de transmisión (23A41, 23A42, 23B41, 23B42, 23C41, 23C42, 23D41, 23D42) del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor; en el que la pluralidad de imanes permanentes (24, 25) están configurados de tal manera que, cuando una corriente alterna fluye a través de la bobina de accionamiento (14) fijada en el alojamiento de mango (10), la bobina de accionamiento (14) y la pluralidad de imanes permanentes (24, 25) interaccionan para generar una fuerza electromagnética, de tal manera que una fuerza resultante de las fuerzas electromagnéticas generadas entre la bobina de accionamiento (14) y la pluralidad de imanes permanentes (24, 25) y que actúan sobre el conjunto pasivo es cercana a cero, es decir, las fuerzas que actúan sobre el conjunto pasivo se equilibra, y al mismo tiempo, el conjunto pasivo se somete a un par de torsión que rota en un sentido horario o antihorario formado por las fuerzas electromagnéticas; cuando se activa la corriente, el sentido de corriente de la corriente formada al proyectar la corriente en la bobina de accionamiento (14) sobre el plano del primer imán permanente (24) en el mismo lado es opuesto al sentido de corriente de la corriente formada al proyectar la corriente en la bobina de accionamiento sobre el plano del segundo imán permanente (25) en el mismo lado al mismo tiempo; en el que la zona de proyección máxima formada al proyectar el plano mínimo de la misma sección horizontal que contiene todos los imanes permanentes (24, 25) del conjunto pasivo sobre un plano perpendicular a un eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza (23A, 23B, 23C, 23D) es menor de 60 mm x 60 mm.A cleaning device (2A, 2B, 2D) for personal cleaning care and for converting a reciprocating movement into a rotary movement, comprising: a cleaning device housing (20A, 20B, 20D) removably connected to a housing mango (10); a bracket (21A, 21B, 21D, 22A, 22B, 22D) for supporting the cleaning device (2A, 2B, 2D), removably attached to the cleaning device housing (20A, 20B, 20D); a cleaning element holder (3A, 3B, 3D) and cleaning elements (4A, 4B, 4D) distributed on the cleaning element holder (3A, 3B, 3D), wherein one end of the cleaning element holder cleaning (3A, 3B, 3D) opposite one end of the cleaning element holder (3A, 3B, 3D) having the cleaning elements (4A, 4B, 4D) distributed mates with the cleaning device housing (20A , 20B, 20D) with a stamp (5A, 5B); a cleaning device transducer; a passive assembly that is located above a drive coil (14) in the handle housing (10) and comprises a permanent magnet carrier (26) and a plurality of permanent magnets (24, 25), wherein the Permanent magnet carrier (26) is attached to one end of the cleaning device transducer (23A, 23B, 23C, 23D) opposite a cleaning element carrier coupling shaft (23A5, 23B5), the plurality of permanent magnets (24, 25) to the permanent magnet carrier (26); characterized in that the cleaning device having a natural natural vibration frequency is constituted using the bending stress of an elastic material, so that the natural natural frequency of the cleaning device (2A, 2B, 2D) is in a range of 100 Hz to 400 Hz, and a ratio between the natural frequency fnatural and a frequency f0 of an electromagnetic force generated by the drive coil (14) in the handle satisfies 0.85f0 <fnatural <1.05f0; wherein the cleaning device transducer comprises a transducer holder (21A, 21B, 21D, 22A, 22B, 22D), two transducer elastic elements, that is, the first transducer elastic element (23A1, 23B1, 23C1, 23D1) and the second transducer spring element (23A2, 23B2, 23C2, 23D2), transducer spring element retainers (23A31, 23B31, 23B32, 23C3, 23D3), a transmission arm (23A41, 23A42, 23B41, 23B42, 23C41, 23C42, 23D41, 23D42) of the transducer support coupling elastic element, and the cleaning element carrier coupling shaft (23A5, 23B5), the cleaning element carrier coupling shaft (23A5, 23B5 being inserted ) tightly onto the cleaning element holder (3A, 3B, 3D) so that the cleaning device transducer (23A1, 23B1, 23C1, 23D1, 23A2, 23B2, 23C2, 23D2) is fixedly engaged with the cleaning element holder (3A, 3B, 3D); one end of the transducer spring elements (23A1, 23B1, 23C1, 23D1, 23A2, 23B2, 23C2, 23D2) being fixedly coupled with a corresponding transducer spring element retainer (23A31, 23B31, 23B32, 23C3, 23D3), and coupling the other end of the elastic transducer elements (23A1, 23B1, 23C1, 23D1, 23A2, 23B2, 23C2, 23D2) in a fixed way with the transmission arm (23A41, 23A42, 23B41, 23B42, 23C41, 23C42, 23D41 , 23D42) of the transducer support coupling elastic element; wherein the plurality of permanent magnets (24, 25) are configured such that, when an alternating current flows through the drive coil (14) attached to the handle housing (10), the drive coil ( 14) and the plurality of permanent magnets (24, 25) interact to generate an electromagnetic force, in such a way that a force resulting from the electromagnetic forces generated between the drive coil (14) and the plurality of permanent magnets (24, 25 ) and acting on the passive set is close to zero, that is, the forces acting on the passive set are balanced, and at the same time, the passive set is subjected to a torque that rotates in a clockwise or counterclockwise direction formed by electromagnetic forces; when the current is turned on, the current direction of the current formed by projecting the current in the drive coil (14) onto the plane of the first permanent magnet (24) on the same side is opposite to the current direction of the current formed by projecting the current in the drive coil onto the plane of the second permanent magnet (25) on the same side at the same time; in which the maximum projection zone formed by projecting the minimum plane of the same horizontal section that contains all the permanent magnets (24, 25) of the passive assembly onto a plane perpendicular to an axis of rotation of the cleaning device transducer (23A , 23B, 23C, 23D) is less than 60mm x 60mm.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dispositivo de limpieza para cuidado de limpieza personalCleaning device for personal cleaning care
Campo técnicoTechnical field
La presente invención se refiere a un dispositivo de limpieza, y específicamente a un dispositivo de limpieza usado para la limpieza personal y montado sobre un alojamiento de mango para convertir un movimiento alternativo en un movimiento rotatorio.The present invention relates to a cleaning device, and specifically to a cleaning device used for personal cleaning and mounted on a handle housing to convert a reciprocating movement into a rotary movement.
AntecedentesBackground
Con respecto a los aparatos para cuidado de limpieza personal tales como cepillos de dientes eléctricos, afeitadoras eléctricas, instrumento de higiene facial eléctrico, duchas eléctricas, etc., es importante que debe haber dispositivos de limpieza que puedan convertir el movimiento alternativo en un movimiento rotatorio deseado de los elementos de limpieza, y estos dispositivos de limpieza deben ser estructuralmente sencillos, fáciles de ensamblar, duraderos en cuanto a su vida útil y seguros y fiables.With regard to personal cleaning care appliances such as electric toothbrushes, electric shavers, electric facial hygiene instrument, electric showers, etc., it is important that there should be cleaning devices that can convert the reciprocating movement into a rotary movement. cleaning elements, and these cleaning devices must be structurally simple, easy to assemble, durable in life, and safe and reliable.
Se conocen varias estructuras de accionamiento para accionar los elementos de limpieza, tales como motores, sistemas magnéticos y sistemas electromagnéticos. Algunas estructuras de accionamiento usan cojinetes (tales como cojinetes de bolas) para sostener el elemento de accionamiento, y tales estructuras son tanto caras como complejas, y además tienen amortiguación de motor y ruido.Various drive structures are known to drive cleaning elements, such as motors, magnetic systems, and electromagnetic systems. Some drive structures use bearings (such as ball bearings) to support the drive element, and such structures are both expensive and complex, and also have motor and noise damping.
El documento CN 100591301C da a conocer un dispositivo para convertir un movimiento lateral en un movimiento rotatorio de una pieza de trabajo de un aparato, en el que el conjunto de accionamiento comprende un electroimán que puede generar una fuerza lateral y enganchase con dos imanes permanentes en funcionamiento, y los imanes permanentes están fijados a las piezas de extremo móviles ubicadas en el extremo trasero del conjunto de conversión de movimiento para mover las piezas de extremo de una manera de traslado ligeramente arqueada de lado a lado. El conjunto de conversión de movimiento convierte la acción de accionamiento del conjunto de accionamiento en la acción torsional o rotatoria del árbol de accionamiento al proporcionar un resorte de hojas, y el árbol de accionamiento hace rotar entonces el brazo de cabezal de cepillo y el cabezal de cepillo de modo que rotan alrededor del eje longitudinal del árbol de accionamiento.Document CN 100591301C discloses a device for converting a lateral movement into a rotational movement of a workpiece of an apparatus, in which the drive assembly comprises an electromagnet that can generate a lateral force and engage with two permanent magnets in operation, and the permanent magnets are attached to the movable end pieces located at the rear end of the motion conversion assembly to move the end pieces in a slightly arcuate translation manner from side to side. The motion conversion assembly converts the drive action of the drive assembly into the torsional or rotational action of the drive shaft by providing a leaf spring, and the drive shaft then rotates the brush head arm and the brush head. brush so that they rotate about the longitudinal axis of the drive shaft.
El documento CN 101297775B da a conocer un método para ajustar los elementos elásticos de un sistema de accionamiento resonante, en el que los elementos de resorte no se flexionan, sino que al cambiar completamente la rigidez de los elementos elásticos, su frecuencia resonante se cambia para que sea muy próxima a la frecuencia de accionamiento del aparato. El documento US 5263218 A da a conocer un dispositivo de limpieza para cuidado de limpieza personal y para convertir un movimiento alternativo en un movimiento rotatorio.CN 101297775B discloses a method for adjusting the elastic elements of a resonant drive system, in which the spring elements do not flex, but by completely changing the stiffness of the elastic elements, their resonant frequency is changed to that is very close to the frequency of actuation of the apparatus. Document US 5263218 A discloses a cleaning device for personal cleansing care and for converting a reciprocating motion into a rotary motion.
SumarioSummary
El problema técnico que va a resolver la presente invención es proporcionar un dispositivo de limpieza usado para cuidado de limpieza personal y montado sobre un alojamiento de mango para convertir un movimiento alternativo en un movimiento rotatorio, y que el dispositivo de limpieza sea estructuralmente simple y compacto, económico, fácil de ensamblar, de rotación suave, con poco ruido, con poca amortiguación, seguro y fiable, y tenga un aspecto incluso más estético.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a cleaning device used for personal cleaning care and mounted on a handle housing to convert a reciprocating movement into a rotary movement, and that the cleaning device is structurally simple and compact. , economical, easy to assemble, smoothly rotating, low noise, low damping, safe and reliable, and look even more aesthetically pleasing.
Para resolver el problema técnico anterior, la presente invención proporciona un dispositivo de limpieza para cuidado de limpieza personal y para convertir un movimiento alternativo en un movimiento rotatorio, tal como se define en las reivindicaciones 1 y 3.To solve the above technical problem, the present invention provides a cleaning device for personal cleaning care and for converting a reciprocating movement into a rotary movement, as defined in claims 1 and 3.
Se exponen realizaciones preferibles de la invención en las reivindicaciones dependientes adjuntas.Preferable embodiments of the invention are set forth in the attached dependent claims.
La solución técnica anterior tiene efectos tecnológicos beneficiosos tal como sigue. La solución técnica de la presente invención introduce de manera creativa al menos dos elementos elásticos de transductor, y el esfuerzo de flexión del material elástico se usa para constituir un dispositivo de limpieza que tiene una frecuencia de vibración natural fnatural. Según el principio de vibración, se hace que el dispositivo de limpieza rote de manera alternativa mediante la frecuencia de accionamiento fü de la bobina de accionamiento en el alojamiento de mango; cuando la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza es muy cercana a la frecuencia de accionamiento fo, la fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento en el alojamiento de mango y que actúa sobre el dispositivo de limpieza lleva el dispositivo de limpieza a un estado de oscilación de resonancia; cuando la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza es igual a la frecuencia de accionamiento fo, la fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento en el alojamiento de mango y que actúa sobre el dispositivo de limpieza lleva el dispositivo de limpieza a un estado de vibración resonante. Se conoce bien que la eficiencia de transferencia de energía en un estado de oscilación de resonancia o estado de vibración resonante es muy alta. En la presente invención, debido a la configuración razonable de al menos dos elementos elásticos de transductor y una pluralidad de imanes permanentes, es posible lograr una rotación suave del dispositivo de limpieza, eliminando de ese modo algunas de las piezas de restricción que deben proporcionarse con el fin de lograr la rotación del dispositivo de limpieza, tal como cojinetes etc. Además, en la presente invención, dado que la pluralidad de imanes permanentes están dispuestos razonablemente de modo que la fuerza electromagnética resultante recibida sobre el conjunto pasivo es cercana a cero, y un par de torsión que actúa sobre el conjunto pasivo se utiliza de manera ingeniosa, es posible omitir la estructura de restricción (tal como una estructura de cojinete, etc.) y, por tanto, se hace que el dispositivo de limpieza sea más compacto en su estructura, más estable en rotación y menos ruidoso. Además, en comparación con una estructura en la que sólo se proporciona un elemento elástico de transductor, la estructura de dispositivo de limpieza de la presente invención tiene menos ruido y una mayor eficiencia.The prior technical solution has beneficial technological effects as follows. The technical solution of the present invention creatively introduces at least two elastic transducer elements, and the bending stress of the elastic material is used to constitute a cleaning device having a natural vibration frequency f natural . According to the principle of vibration, the cleaning device is rotated alternately by the drive frequency f ü of the drive coil in the handle housing; when the frequency natural natural f of the cleaning device is very close to the driving frequency f o, the electromagnetic force generated by the drive coil in the handle housing and acting on the cleaning device takes the cleaning device to a resonance oscillation state; when the natural frequency f natural of the cleaning device is equal to the driving frequency f o , the electromagnetic force generated by the drive coil in the handle housing and acting on the cleaning device brings the cleaning device to a state resonant vibration. It is well known that the energy transfer efficiency in a resonant oscillation state or resonant vibration state is very high. In the present invention, due to the reasonable configuration of at least two elastic transducer elements and a plurality of permanent magnets, it is possible to achieve smooth rotation of the cleaning device, thereby eliminating some of the restriction parts that must be provided with In order to achieve the rotation of the device cleaning, such as bearings etc. Furthermore, in the present invention, since the plurality of permanent magnets are reasonably arranged so that the resulting electromagnetic force received on the passive assembly is close to zero, and a torque acting on the passive assembly is used ingeniously , it is possible to omit the restriction structure (such as a bearing structure, etc.), and thus, the cleaning device is made more compact in structure, more stable in rotation, and less noisy. Furthermore, compared with a structure in which only one elastic transducer element is provided, the cleaning device structure of the present invention has less noise and higher efficiency.
Por una parte, con el fin de lograr el propósito de una limpieza eficiente, generalmente se requiere que el aparato de cuidado de limpieza personal tenga una velocidad de aproximadamente 6000 a 24000 rpm, es decir, la frecuencia natural del dispositivo de limpieza es de 100 a 400 Hz. Los experimentos muestran que cuando la frecuencia natural del dispositivo de limpieza es de 100 a 400 Hz, se obtiene como resultado un efecto tecnológico mejor. Además, la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza es de 250 Hz. Tomando como ejemplo una rotación alternativa de 15000 rpm, es decir, la frecuencia natural del dispositivo de limpieza es de aproximadamente 250 Hz, los experimentos muestran que el movimiento alternativo a alta velocidad del elemento de limpieza en la frecuencia de aproximadamente 250 Hz puede hacer que el aire y el líquido alrededor del elemento de limpieza interaccionen para formar una explosión de gas, y esta turbulencia irregular puede establecer un procedimiento de acumular energía y liberar instantáneamente energía que es muy eficaz en la eliminación de manchas persistentes, tales como placa dental en la superficie del diente y similares. Todavía adicionalmente, la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza está en el intervalo de 220 Hz a 280 Hz. Los experimentos muestran además que cuando la frecuencia natural del dispositivo de limpieza es de entre 220 y 280 Hz, puede lograrse un efecto muy eficaz similar al obtenido cuando la frecuencia natural es de 250 Hz. Por otra parte, cuando se satisface 0,85f0<fnatural<1,05f0, es decir, cuando el intervalo de la frecuencia natural se controla entre de 0,85 a 1,05 veces la frecuencia de accionamiento fü, los experimentos muestran que es posible lograr el mejor efecto de oscilación de resonancia y mantener una transferencia de energía muy eficiente, lo que es muy útil para lograr un movimiento rotatorio alternativo a alta velocidad del elemento de limpieza.On the one hand, in order to achieve the purpose of efficient cleaning, the personal cleaning care apparatus is generally required to have a speed of about 6000 to 24000 rpm, that is, the natural frequency of the cleaning device is 100. at 400 Hz. Experiments show that when the natural frequency of the cleaning device is 100 to 400 Hz, a better technological effect is obtained as a result. In addition, the natural frequency fnatural of the cleaning device is 250 Hz. Taking as an example an alternative rotation of 15000 rpm, that is, the natural frequency of the cleaning device is approximately 250 Hz, experiments show that the reciprocating movement at high speed of the cleaning element in the frequency of about 250 Hz can cause the air and liquid around the cleaning element to interact to form a gas explosion, and this irregular turbulence can establish a procedure of accumulating energy and instantly releasing energy that is very effective in removing stubborn stains such as dental plaque on the tooth surface and the like. Still further, the fnatural natural frequency of the cleaning device is in the range of 220 Hz to 280 Hz. Experiments further show that when the natural frequency of the cleaning device is between 220 and 280 Hz, a similar highly effective effect can be achieved. that obtained when the natural frequency is 250 Hz. On the other hand, when 0.85f0 <fnatural <1.05f0 is satisfied, that is, when the natural frequency interval is controlled between 0.85 to 1.05 times the drive frequency fü, experiments show that it is possible to achieve the best resonance oscillation effect and maintain very efficient energy transfer, which is very useful to achieve high-speed reciprocating rotary movement of the cleaning element.
En una realización, los elementos elásticos de transductor comprenden dos elementos elásticos de transductor, es decir, elementos elásticos de transductor primero y segundo, que son paralelos entre sí y están distribuidos simétricamente con respecto a un eje de rotación o una línea paralela al eje de rotación, en la que los elementos elásticos de transductor primero y segundo están ubicados a ambos lados del eje de rotación del soporte de transductor respectivamente y el ángulo entre los elementos elásticos de transductor primero y segundo es de 180°. Por tanto, al proporcionar dos elementos elásticos de transductor que tienen un ángulo de 180°, y al disponer dos elementos elásticos de transductor para que estén simétricamente distribuidos con respecto al eje de rotación o una línea paralela al eje de rotación, es posible que las fuerzas sobre todos los elementos elásticos de transductor sean equivalentes a la fuerza electromagnética resultante sobre el eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza y la fuerza electromagnética resultante sobre el eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza sea sustancialmente cero, y que se produzca un par de torsión alrededor del eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza o una línea paralela al eje de rotación.In one embodiment, the elastic transducer elements comprise two elastic transducer elements, i.e. first and second elastic transducer elements, which are parallel to each other and are symmetrically distributed with respect to an axis of rotation or a line parallel to the axis of rotation. rotation, wherein the first and second transducer spring elements are located on both sides of the axis of rotation of the transducer holder respectively and the angle between the first and second transducer spring elements is 180 °. Thus, by providing two elastic transducer elements that have an angle of 180 °, and by arranging two elastic transducer elements to be symmetrically distributed with respect to the axis of rotation or a line parallel to the axis of rotation, it is possible that the forces on all elastic transducer elements are equivalent to the resulting electromagnetic force on the axis of rotation of the cleaning device transducer and the resulting electromagnetic force on the axis of rotation of the cleaning device transducer is substantially zero, and that occurs a torque around the axis of rotation of the cleaning device transducer or a line parallel to the axis of rotation.
En otra realización, los elementos elásticos de transductor comprenden dos elementos elásticos de transductor, es decir, los elementos elásticos de transductor primero y segundo, que están ubicados a ambos lados del eje de rotación del transductor, y el ángulo entre los mismos es a, en el que 90°<a<180° o 90°<a<270°.In another embodiment, the elastic transducer elements comprise two elastic transducer elements, that is, the first and second elastic transducer elements, which are located on both sides of the axis of rotation of the transducer, and the angle between them is a, where 90 ° <to <180 ° or 90 ° <to <270 °.
El efecto tecnológico beneficioso de la presente solución técnica puede explicarse tal como sigue: por ejemplo, suponiendo que, cuando la bobina de accionamiento aplica una fuerza electromagnética al imán permanente y el conjunto pasivo se somete a un par de torsión en sentido horario, el brazo de transmisión del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor del dispositivo de limpieza transmite un par de torsión a los elementos elásticos de transductor primero y segundo, de modo que el primer elemento elástico de transductor genera un esfuerzo de flexión alrededor del retenedor de elemento elástico de transductor en el sentido antihorario; el segundo elemento elástico de transductor también genera un esfuerzo de flexión alrededor del retenedor de elemento elástico de transductor en el sentido de rotación antihorario; y el transductor rota en sentido horario alrededor de un eje de rotación. Por el contrario, cuando el conjunto pasivo se somete a un par de torsión en sentido antihorario, el brazo de transmisión del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor del dispositivo de limpieza transmite un par de torsión a los elementos elásticos de transductor primero y segundo, de modo que los elementos elásticos de transductor primero y segundo generan esfuerzos de flexión en sentido horario alrededor de sus respectivos retenedores de elemento elástico de transductor, y el transductor realiza una rotación en sentido antihorario alrededor del eje de rotación. Por tanto, según diferentes ocasiones y requisitos, el ángulo a puede ajustarse de manera flexible de modo que la fuerza global alcanza el estado deseado para mantener un rendimiento óptimo. The beneficial technological effect of the present technical solution can be explained as follows: for example, assuming that, when the drive coil applies an electromagnetic force to the permanent magnet and the passive assembly is subjected to a clockwise torque, the arm drive of the cleaning device transducer support coupling elastic element transmits a torque to the first and second transducer elastic elements, so that the first transducer elastic element generates a bending stress around the elastic element retainer transducer counterclockwise; the second elastic transducer element also generates a bending stress around the elastic transducer element retainer in the counterclockwise direction of rotation; and the transducer rotates clockwise about an axis of rotation. In contrast, when the passive assembly is subjected to a counterclockwise torque, the transmission arm of the transducer support coupling elastic member of the cleaning device transmits a torque to the first and second transducer elastic members. , so that the first and second transducer spring elements generate clockwise bending stresses around their respective transducer spring element retainers, and the transducer rotates counterclockwise about the axis of rotation. Therefore, according to different occasions and requirements, the angle a can be flexibly adjusted so that the overall force reaches the desired state to maintain optimal performance.
Más preferiblemente, los elementos elásticos de transductor pueden comprender tres elementos elásticos de transductor, en los que dos cualesquiera de los elementos elásticos de transductor tienen un ángulo p con respecto al tercer elemento elástico de transductor, y 90°<p<180°, y un ángulo entre los dos cualesquiera elementos elásticos de transductor es 5, 5 = 360° -2p. Al establecer razonablemente las formas, dimensiones y posiciones relativas del primer elemento elástico de transductor, el segundo elemento elástico de transductor y el tercer elemento elástico de transductor, también es posible equilibrar la fuerza sobre el transductor de dispositivo de limpieza y soportar el par de torsión, y alcanzar de ese modo efectos satisfactorios. More preferably, the elastic transducer elements may comprise three elastic transducer elements, wherein any two of the elastic transducer elements have an angle p with respect to the third elastic transducer element, and 90 ° <p <180 °, and An angle between the two any elastic transducer elements is 5.5 = 360 ° -2p. By reasonably establishing the shapes, dimensions and relative positions of the first elastic transducer element, the second elastic transducer element and the third elastic transducer element, it is also possible to balance the force on the cleaning device transducer and withstand the torque , and thereby achieve satisfactory effects.
Más preferiblemente, los elementos elásticos de transductor comprenden elementos elásticos rectangulares o elementos elásticos de tipo lámina. Los elementos elásticos circulares y los elementos elásticos de tipo lámina son elementos elásticos habituales en aplicaciones industriales, y son fáciles de obtener del mercado.More preferably, the transducer elastic elements comprise rectangular elastic elements or sheet-like elastic elements. Circular elastic elements and sheet-type elastic elements are common elastic elements in industrial applications, and they are easy to obtain from the market.
Más preferiblemente, cada uno de los elementos elásticos de tipo lámina tiene un grosor menor que su longitud y anchura, y el grosor es de entre 0,05 mm y 1 mm. El transductor de la presente invención está dotado de al menos dos elementos elásticos; dos o más elementos elásticos pueden ser equivalentes a una pluralidad de resortes, y la pluralidad de resortes son equivalentes a un resorte virtual. El resorte virtual y la masa m constituyen un sistema de oscilador de resorte. El factor de rigidez de resorte en el sistema de oscilador de resorte es el factor de rigidez de este resorte virtual, de modo que el rendimiento de un único elemento elástico afecta directamente al factor de rigidez de resorte en el sistema de oscilador de resorte. A continuación, se realiza una descripción tomando un elemento elástico rectangular (un tipo de elemento elástico de tipo lámina) como ejemplo. Definición: Kirectangular es un factor de rigidez equivalente de un único elemento elástico rectangular cuando se somete a deformación por flexión; el grosor geométrico del elemento elástico rectangular en el sentido de fuerza es h; la dimensión geométrica del elemento elástico rectangular en un sentido desde el punto de soporte de fuerza hacia un punto de fijación, es decir, el sentido del brazo de fuerza, tiene una longitud L y una anchura b; según el principio de la mecánica de sólidos, el Kirectangular es directamente proporcional a bh3/L3, y el grosor h tiene una alta correlación con el factor de rigidez Kirectangular, por tanto al ajustar el grosor h, puede obtenerse un Kirectangular diferente. A través de experimentos y cálculos, se encuentra que cuando el grosor del elemento elástico de tipo lámina es de entre 0,05 mm y 1 mm, puede obtenerse el factor de rigidez deseado, y entonces puede alcanzarse un mejor efecto.More preferably, each of the sheet-like elastic elements has a thickness less than its length and width, and the thickness is between 0.05mm and 1mm. The transducer of the present invention is provided with at least two elastic elements; two or more elastic elements can be equivalent to a plurality of springs, and the plurality of springs are equivalent to a virtual spring. The virtual spring and mass m constitute a spring oscillator system. The spring stiffness factor in the spring oscillator system is the stiffness factor of this virtual spring, so the performance of a single elastic element directly affects the spring stiffness factor in the spring oscillator system. Next, a description is made by taking a rectangular elastic member (a kind of sheet-type elastic member) as an example. Definition: K irectangular is an equivalent stiffness factor of a single rectangular elastic member when subjected to flexural deformation; the geometric thickness of the rectangular elastic element in the force sense is h; the geometric dimension of the rectangular elastic element in a direction from the force support point towards a fixing point, that is, the direction of the force arm, has a length L and a width b; According to the principle of solid mechanics, the K irectangular is directly proportional to bh3 / L3, and the thickness h has a high correlation with the stiffness factor K irectangular , therefore by adjusting the thickness h, a different K irectangular can be obtained . Through experiments and calculations, it is found that when the thickness of the sheet-type elastic member is between 0.05mm and 1mm, the desired stiffness factor can be obtained, and then a better effect can be achieved.
Más preferiblemente, la pluralidad de imanes permanentes están configurados de tal manera que, cuando una corriente alterna fluye a través de la bobina de accionamiento fijada en el alojamiento de mango y la bobina de accionamiento y la pluralidad de imanes permanentes interaccionan para generar una fuerza electromagnética, una fuerza resultante de las fuerzas electromagnéticas generadas entre la bobina de accionamiento y la pluralidad de imanes permanentes y que actúan sobre el conjunto pasivo es cercana a cero, es decir, la fuerza que actúa sobre el conjunto pasivo se equilibra, y al mismo tiempo, el conjunto pasivo se somete a un par de torsión que rota en un sentido horario o antihorario formado por las fuerzas electromagnéticas, en el que la zona de proyección máxima formada al proyectar el plano mínimo de la misma sección horizontal que contiene todos los imanes permanentes del conjunto pasivo sobre un plano perpendicular a un eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza, es menor de aproximadamente de 30 mm x 30 mm a 60 mm x 60 mm. Al disponer razonablemente la posición relativa entre la pluralidad de imanes permanentes y la bobina de accionamiento en el dispositivo de limpieza, cuando una corriente alterna pasa a través de la bobina de accionamiento, el conjunto pasivo se somete a una fuerza de equilibrio en el que la fuerza electromagnética resultante es cercana a cero, y se genera un par de torsión, cuyo sentido varía con la variación del sentido de la corriente en la bobina de accionamiento, y de ese modo el conjunto pasivo se acciona mediante la bobina de accionamiento para que rote repetidamente en el sentido horario y el sentido antihorario, logrando por tanto el efecto de que la fuerza resultante es cercana a cero, y se alcanza el equilibrio de fuerza, mientras que sólo se genera un par de torsión; por tanto, es posible omitir partes tales como los cojinetes, de modo que la estructura es más compacta.More preferably, the plurality of permanent magnets are configured such that, when an alternating current flows through the drive coil attached to the handle housing and the drive coil, and the plurality of permanent magnets interact to generate an electromagnetic force. , a force resulting from the electromagnetic forces generated between the drive coil and the plurality of permanent magnets and acting on the passive set is close to zero, that is, the force acting on the passive set is balanced, and at the same time , the passive assembly is subjected to a torque that rotates in a clockwise or counterclockwise direction formed by electromagnetic forces, in which the maximum projection zone formed by projecting the minimum plane of the same horizontal section that contains all permanent magnets of the passive assembly on a plane perpendicular to an axis of rotation of the limiting device transducer piece, it is smaller from about 30mm x 30mm to 60mm x 60mm. By reasonably arranging the relative position between the plurality of permanent magnets and the drive coil in the cleaning device, when an alternating current passes through the drive coil, the passive assembly is subjected to a balancing force in which the The resulting electromagnetic force is close to zero, and a torque is generated, the direction of which varies with the variation of the direction of the current in the drive coil, and thus the passive assembly is driven by the drive coil to rotate repeatedly clockwise and counterclockwise, thereby achieving the effect that the resultant force is close to zero, and force equilibrium is reached, while only one torque is generated; therefore, it is possible to omit parts such as bearings, so that the structure is more compact.
Más preferiblemente, la pluralidad de imanes permanentes comprenden cuatro imanes permanentes, es decir, dos primeros imanes permanentes que tienen, cada uno, un polo S que está orientado hacia la bobina de accionamiento, por ejemplo, y dos segundos imanes permanentes que tienen, cada uno, un polo N que está orientado hacia la bobina de accionamiento, por ejemplo, en los que el segundo imán permanente en el lado izquierdo y el primer imán permanente en el lado izquierdo están distribuidos de manera sustancialmente simétrica con respecto a un núcleo de hierro de la bobina de accionamiento; el primer imán permanente en el lado derecho y el segundo imán permanente en el lado derecho están distribuidos de manera sustancialmente simétrica con respecto al núcleo de hierro de la bobina de accionamiento; una línea central transversal del segundo imán permanente en el lado superior izquierdo está alineada con una línea central transversal del primer imán permanente en el lado superior derecho; una línea central transversal del primer imán permanente en el lado inferior izquierdo está alineada con una línea central transversal del segundo imán permanente en el lado inferior derecho; las dos líneas centrales transversales anteriores son paralelas entre sí; y cuando se activa la corriente, al mismo tiempo, el sentido de corriente de la corriente formada al proyectar la corriente en la bobina de accionamiento sobre el plano del primer imán permanente en el mismo lado es opuesto al sentido de corriente de la corriente formada al proyectar la corriente en la bobina de accionamiento sobre el plano del segundo imán permanente en el mismo lado. La bobina de accionamiento está fijada en el mango de accionamiento. Cuando la corriente I fluye a través de la bobina de accionamiento, se generan fuerzas electromagnéticas Fi , F2 , F3 , F4 respectivamente entre la bobina de accionamiento y los cuatro imanes permanentes. Dado que los cuatro imanes permanentes están distribuidos de manera uniforme y simétrica con respecto al núcleo de hierro de la bobina de accionamiento, las fuerzas electromagnéticas Fi , F2 y F3, F4 son esencialmente iguales en magnitud y opuestas en sentido, es decir, la fuerza electromagnética resultante recibida por el conjunto pasivo es cercana a cero, es decir, las fuerzas recibidas alcanzan un equilibrio, y sólo existe un par de torsión, así que pueden omitirse las partes tales como los cojinetes de modo que la estructura es más compacta. More preferably, the plurality of permanent magnets comprise four permanent magnets, that is, two first permanent magnets each having an S pole facing the drive coil, for example, and two second permanent magnets each having one, an N pole facing the drive coil, for example, where the second permanent magnet on the left side and the first permanent magnet on the left side are substantially symmetrically distributed with respect to an iron core drive coil; the first permanent magnet on the right side and the second permanent magnet on the right side are distributed substantially symmetrically with respect to the iron core of the drive coil; a transverse center line of the second permanent magnet on the upper left side is aligned with a transverse center line of the first permanent magnet on the upper right side; a transverse center line of the first permanent magnet on the lower left side is aligned with a transverse center line of the second permanent magnet on the lower right side; the two previous transverse center lines are parallel to each other; and when the current is turned on, at the same time, the current direction of the current formed by projecting the current in the drive coil onto the plane of the first permanent magnet on the same side is opposite to the current direction of the current formed at the project the current in the drive coil onto the plane of the second permanent magnet on the same side. The drive coil is attached to the drive handle. When current I flows through the drive coil, electromagnetic forces F i , F 2 , F 3 , F 4 are generated respectively between the drive coil and the four permanent magnets. Since the four permanent magnets are evenly and symmetrically distributed with respect to the iron core of the drive coil, the electromagnetic forces F i , F 2 and F 3 , F 4 are essentially equal in magnitude and opposite in direction, that is That is, the resulting electromagnetic force received by the passive assembly is close to zero, that is, the received forces reach an equilibrium, and there is only one torque, so parts such as the bearings can be omitted so that the structure is more compact.
En vista del cepillo de dientes eléctrico y la afeitadora eléctrica, preferiblemente, la zona de proyección máxima formada al proyectar el plano mínimo de la misma sección horizontal que contiene todos los imanes permanentes del conjunto pasivo sobre el plano perpendicular a un eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza es menor de o igual a 30 mm x 30 mm. En cuanto al instrumento de higiene facial eléctrico y la ducha eléctrica, preferiblemente, la zona de proyección máxima formada al proyectar el plano mínimo de la misma sección horizontal que contiene todos los imanes permanentes del conjunto pasivo sobre el plano perpendicular a un eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza es menor de o igual a 60 mm x 60 mm. Los dos diseños diferentes anteriores para la zona proyectada máxima consideran principalmente aplicaciones diferentes.In view of the electric toothbrush and electric shaver, preferably, the maximum projection zone formed by projecting the minimum plane of the same horizontal section containing all the permanent magnets of the passive assembly onto the plane perpendicular to an axis of rotation of the transducer cleaning device is less than or equal to 30mm x 30mm. As for the electric facial hygiene instrument and electric shower, preferably, the maximum projection zone formed by projecting the minimum plane of the same horizontal section containing all the permanent magnets of the passive assembly onto the plane perpendicular to an axis of rotation of the cleaning device transducer is less than or equal to 60 mm x 60 mm. The above two different designs for the maximum projected area mainly consider different applications.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La figura 1 es una vista frontal del dispositivo de limpieza para cuidado de limpieza personal de la presente invención;Fig. 1 is a front view of the cleaning device for personal cleansing care of the present invention;
la figura 2 es una vista en sección parcial tomada a lo largo de la línea A-A en la figura 1;Figure 2 is a partial sectional view taken along the line A-A in Figure 1;
la figura 3 es una vista esquemática en perspectiva que muestra la posición relativa de la bobina de accionamiento con respecto a los imanes permanentes;Figure 3 is a schematic perspective view showing the relative position of the drive coil with respect to the permanent magnets;
la figura 3A es una vista esquemática de proyección del análisis mecánico de la bobina de accionamiento y los imanes permanentes mostrados en la figura 3;Figure 3A is a schematic projection view of the mechanical analysis of the drive coil and permanent magnets shown in Figure 3;
la figura 3B es una vista esquemática del análisis mecánico de la bobina de accionamiento y los imanes permanentes mostrados en la figura 3;Figure 3B is a schematic view of mechanical analysis of the drive coil and permanent magnets shown in Figure 3;
la figura 3C es otra manera de configuración de la pluralidad de imanes permanentes;Figure 3C is another way of configuring the plurality of permanent magnets;
la figura 4 es una vista frontal de un dispositivo de limpieza para cuidado de limpieza personal;Figure 4 is a front view of a cleaning device for personal cleansing care;
la figura 5 es una vista esquemática en despiece ordenado del dispositivo de limpieza mostrado en la figura 4; la figura 6 es una vista en perspectiva del transductor de dispositivo de limpieza en la figura 4;Figure 5 is an exploded schematic view of the cleaning device shown in Figure 4; Figure 6 is a perspective view of the cleaning device transducer in Figure 4;
la figura 7 es una vista esquemática de conjunto del transductor de dispositivo de limpieza y el soporte derecho del dispositivo de limpieza en la figura 4;Figure 7 is a schematic assembly view of the cleaning device transducer and the right bracket of the cleaning device in Figure 4;
la figura 8 es una vista frontal de otro tipo de dispositivo de limpieza para cuidado de limpieza personal;Figure 8 is a front view of another type of cleaning device for personal cleansing care;
la figura 9 es una vista esquemática en despiece ordenado del dispositivo de limpieza mostrado en la figura 8; la figura 10 es una vista en perspectiva del transductor de dispositivo de limpieza en la figura 8;Figure 9 is an exploded schematic view of the cleaning device shown in Figure 8; Figure 10 is a perspective view of the cleaning device transducer in Figure 8;
la figura 11 es una vista en perspectiva de todavía otro tipo de transductor de dispositivo de limpieza;Figure 11 is a perspective view of yet another type of cleaning device transducer;
la figura 12 es una vista esquemática que muestra la posición relativa de los dos elementos elásticos de transductor en la figura 11;Figure 12 is a schematic view showing the relative position of the two elastic transducer elements in Figure 11;
la figura 13 es una vista esquemática que muestra la posición relativa de tres elementos elásticos de transductor; la figura 14 es una vista frontal del instrumento de higiene facial eléctrico;Figure 13 is a schematic view showing the relative position of three elastic transducer elements; Figure 14 is a front view of the electric facial hygiene instrument;
la figura 15 es una vista en despiece ordenado del instrumento de higiene facial eléctrico mostrado en la figura 14. Descripción de los números de referencia principalesFigure 15 is an exploded view of the electric facial hygiene instrument shown in Figure 14. Description of main reference numerals
I mango de accionamientoI drive handle
2A, 2B, 2D dispositivo de limpieza2A, 2B, 2D cleaning device
3A, 3B, 3D portador de elemento de limpieza en el dispositivo de limpieza3A, 3B, 3D cleaning element carrier in cleaning device
4A, 4B, 4D elemento de limpieza (por ejemplo, cerda de cepillo de dientes)4A, 4B, 4D cleaning element (for example, toothbrush bristle)
5A, 5B sello5A, 5B seal
10 alojamiento de mango10 handle housing
I I conjunto de placa de circuito electrónico PCBAI I PCBA electronic circuit board assembly
12 pilas o fuente de alimentación12 batteries or power supply
13 bobina de carga13 charging coil
14 bobina de accionamiento14 drive coil
15 núcleo de hierro de la bobina de accionamiento 15 iron core drive coil
16 interruptor16 switch
17 botón de interruptor17 switch button
20A, 20B, 20D alojamientos de dispositivo de limpieza de estructuras diferentes20A, 20B, 20D different structure cleaning device housings
21A, 21B, 21D soporte derecho del dispositivo de limpieza de estructuras diferentes21A, 21B, 21D Right bracket of the cleaning device for different structures
22A, 22B, 22D soporte izquierdo del dispositivo de limpieza de estructuras diferentes22A, 22B, 22D Left bracket of the cleaning device for different structures
23A, 23B, 23C, 23D transductor de dispositivo de limpieza de estructuras diferentes23A, 23B, 23C, 23D different structure cleaning device transducer
24 primer imán permanente que tiene un polo S orientado hacia la bobina de accionamiento del mango24 first permanent magnet having an S pole facing the handle drive coil
25 segundo imán permanente que tiene un polo N orientado hacia la bobina de accionamiento del mango25 second permanent magnet having an N pole facing the handle drive coil
26 portador de imanes permanentes26 permanent magnet carrier
27A, 27B, 27D tornillo de bloqueo27A, 27B, 27D locking screw
23A1,23B1, 23C1,23D1 primer elemento elástico de transductor23A1,23B1, 23C1,23D1 first elastic transducer element
23A2, 23B2, 23C2, 23D2 segundo elemento elástico de transductor23A2, 23B2, 23C2, 23D2 second elastic transducer element
23A31,23B31,23B32, 23C3, 23D3 retenedor de elemento elástico de transductor23A31,23B31,23B32, 23C3, 23D3 transducer spring element retainer
23A4, 23B4, 23C4, 23D4 soporte de transductor23A4, 23B4, 23C4, 23D4 transducer bracket
23A41, 23A42, 23B41, 23B42, 23C41, 23C42, 23D41, 23D42 brazo de transmisión del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor23A41, 23A42, 23B41, 23B42, 23C41, 23C42, 23D41, 23D42 Transducer bracket coupling elastic element transmission arm
23A5, 23B5 árbol de acoplamiento de portador de elemento de limpieza23A5, 23B5 Cleaning Element Carrier Coupling Shaft
23C11, 23C22, 23C33 elementos elásticos de transductor primero, segundo, tercero respectivamente Descripción detallada23C11, 23C22, 23C33 First, second, third transducer elastic elements respectively Detailed description
A continuación en el presente documento, se describirá con más detalle una realización a modo de ejemplo de la presente invención con un cepillo de dientes eléctrico como ejemplo típico de un dispositivo de limpieza para cuidado de limpieza personal, y con referencia a los dibujos adjuntos. Aunque sólo se usa como ejemplo el cepillo de dientes eléctrico, la presente invención no se limita al mismo. La presente invención también puede aplicarse a las afeitadoras eléctricas, los instrumentos de higiene facial eléctricos, las duchas eléctricas, y similares.Hereinafter, an exemplary embodiment of the present invention will be described in more detail with an electric toothbrush as a typical example of a cleaning device for personal cleansing care, and with reference to the accompanying drawings. Although only the electric toothbrush is used as an example, the present invention is not limited thereto. The present invention can also be applied to electric razors, electric facial hygiene instruments, electric showers, and the like.
A lo largo de todos los dibujos adjuntos, números de referencia similares se refieren a partes similares.Throughout the accompanying drawings, like reference numerals refer to like parts.
Por motivos de claridad, la presente descripción emplea términos que expresan la posición relativa espacial, tal como “arriba”, “abajo”, “superior”, “inferior”, “izquierdo”, “derecho”, “transversal”, “hacia delante”, “inversión”, etcétera, para describir brevemente las interrelaciones entre un elemento o característica y otro(s) elemento(s) o característica(s) tal como se muestra en las figuras, en las que “arriba”, “abajo”, “superior” e “inferior” son relativos al eje del dispositivo de limpieza; la dirección hacia arriba orientada hacia la vista correspondiente y paralela al eje del dispositivo de limpieza se define como “arriba” o “superior”, y la dirección hacia abajo paralela al eje del dispositivo de limpieza se define como “abajo” o “inferior”; “izquierdo” y “derecho” son relativos al eje del dispositivo de limpieza; el lado izquierdo del eje del dispositivo de limpieza a lo largo de la dirección perpendicular al eje del dispositivo de limpieza cuando está orientado hacia la vista correspondiente se define como “izquierdo”, y el lado derecho del mismo se define como “derecho”; “transversal” significa la dirección perpendicular al eje del dispositivo de limpieza; “hacia fuera” significa la dirección perpendicular a la superficie del papel y orientada hacia el usuario; “hacia dentro” significa la dirección perpendicular a la superficie del papel alejándose del usuario.For the sake of clarity, the present description employs terms that express relative spatial position, such as "up", "down", "top", "bottom", "left", "right", "transverse", "forward" "," Inversion ", etc., to briefly describe the interrelationships between an element or characteristic and other element (s) or characteristic (s) as shown in the figures, in which" up "," down " , "Upper" and "lower" are relative to the axis of the cleaning device; the upward direction facing the corresponding view and parallel to the axis of the cleaning device is defined as "up" or "upper", and the downward direction parallel to the axis of the cleaning device is defined as "down" or "lower" ; "Left" and "right" are relative to the axis of the cleaning device; the left side of the axis of the cleaning device along the direction perpendicular to the axis of the cleaning device when facing the corresponding view is defined as "left", and the right side thereof is defined as "right"; "Transverse" means the direction perpendicular to the axis of the cleaning device; "Out" means the direction perpendicular to the surface of the paper and facing the user; "Inward" means the direction perpendicular to the paper surface away from the user.
Aunque los términos “primero”, “segundo”, etc. se usan en la presente descripción para describir una pluralidad de elementos o componentes, estos elementos o componentes no han de limitarse por estas palabras. Estas palabras se usan sólo para distinguir un elemento o componente de otro elemento o componente, sin incluir el “orden”. Por tanto, intercambiar los números ordinales de esos elementos o componentes comentados a continuación no va más allá de la concepción y el alcance de la invención.Although the terms "first", "second", etc. are used in the present description to describe a plurality of elements or components, these elements or components are not to be limited by these words. These words are used only to distinguish one item or component from another item or component, not including "order." Therefore, interchanging the ordinal numbers of those elements or components discussed below does not go beyond the conception and scope of the invention.
Además, la palabra “y/o” tal como se usa en esta solicitud incluyen uno cualquiera del uno o más vocabularios asociados o todas las combinaciones de los mismos.Furthermore, the word "and / or" as used in this application includes any one of the one or more associated vocabularies or all combinations thereof.
En una realización de la presente invención, tal como se muestra en las figuras 1, 2, 5 y 6, un dispositivo de limpieza de movimiento alternativo (por ejemplo, el cabezal de cepillo de dientes) 2A se conecta de manera desprendible con un alojamiento de mango 10 de un mango 1 a través de un alojamiento de dispositivo de limpieza 20A de una manera de conexión roscada por ejemplo, y una conexión roscada de este tipo permite que el mango de accionamiento 1 y el dispositivo de limpieza 2A se conecten entre sí de manera fiable, y se separen de manera conveniente. Generalmente, el mango de accionamiento 1 está dotado en el mismo de una pila 12 o una fuente de alimentación, un conjunto de placa de circuito electrónico PCBA 11, un interruptor 16, una bobina de carga 13, y similares. El mango de accionamiento 1 de la presente invención también está dotado de una bobina de accionamiento 14 en el mismo, y la parte hueca de la bobina de accionamiento 14 está dotada de un núcleo de hierro 15 de la bobina de accionamiento que tiene una característica de permeabilidad magnética alta. El alojamiento de mango 10 también está dotado de un botón de interruptor 17 usado para iniciar o detener el funcionamiento del mango de accionamiento 1. El mango de accionamiento 1 está dotado de un rebaje en la dirección adyacente al dispositivo de limpieza para albergar parte del dispositivo de limpieza.In one embodiment of the present invention, as shown in Figures 1, 2, 5, and 6, a reciprocating cleaning device (eg, toothbrush head) 2A is removably connected to a housing. of handle 10 of a handle 1 through a cleaning device housing 20A of a threaded connection way for example, and such a threaded connection enables the actuating handle 1 and the cleaning device 2A to be reliably connected to each other, and to be conveniently separated. Generally, the operating handle 1 is provided therein with a battery 12 or a power supply, a PCBA electronic circuit board assembly 11, a switch 16, a charging coil 13, and the like. The drive handle 1 of the present invention is also provided with a drive coil 14 therein, and the hollow part of the drive coil 14 is provided with an iron core 15 of the drive coil having a characteristic of high magnetic permeability. The handle housing 10 is also provided with a switch button 17 used to start or stop the operation of the actuator handle 1. The actuator handle 1 is provided with a recess in the direction adjacent to the cleaning device to house part of the device. cleaning.
Tal como se muestra en las figuras 1,2 y 5, el dispositivo de limpieza 2A comprende un alojamiento de dispositivo de limpieza 20A, un soporte derecho 21A del dispositivo de limpieza y un soporte izquierdo 22A del dispositivo de limpieza para sostener el dispositivo de limpieza 2A, un transductor de dispositivo de limpieza 23A, un conjunto pasivo, un sello 5A, un portador de elemento de limpieza 3A y elementos de limpieza 4A. Los soportes derecho e izquierdo 21A, 22A del dispositivo de limpieza pueden conectarse y fijarse de manera desprendible sobre el alojamiento de dispositivo de limpieza 20A mediante un retenedor, tal como un tornillo. Tal como se muestra en la figura 6, el transductor de dispositivo de limpieza 23A puede moldearse de manera solidaria mediante la inyección, por ejemplo, del primer elemento elástico de transductor 23A1, el segundo elemento elástico de transductor 23A2, el soporte de transductor 23A4, el retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 y el árbol de acoplamiento de portador de elemento de limpieza 23A5, y también puede ensamblarse a partir de partes individuales. El árbol de acoplamiento de portador de elemento de limpieza 23A5 se inserta de manera apretada en el portador de elemento de limpieza 3A, de modo que el transductor de dispositivo de limpieza 23A se acopla de manera fija al portador de elemento de limpieza 3A. Los elementos de limpieza 4A está distribuido sobre el portador de elemento de limpieza 3A, pudiendo ser los elementos de limpieza 4A un artículo tal como cerdas de cepillo de dientes. Un extremo del sello 5A se acopla con el portador de elemento de limpieza 3A, y el otro extremo del sello 5A se acopla con el alojamiento de dispositivo de limpieza 20A. El conjunto pasivo está constituido por una pluralidad de imanes permanentes primero y segundo 24, 25 y un portador de imanes permanentes 26. El primer imán permanente 24 y el segundo imán permanente 25 pueden tener una forma de paralelepípedo rectangular y están distribuidos alternativamente a ambos lados del núcleo de hierro 15 de la bobina de accionamiento, y el portador de imanes permanentes 26 está fijado al extremo del transductor de dispositivo de limpieza 23A opuesto al árbol de acoplamiento de portador de elemento de limpieza 23A5. La pluralidad de imanes permanentes primero y segundo 24, 25 están fijados al portador de imanes permanentes 26. La polaridad del primer imán permanente 24 en el sentido orientado hacia la bobina de accionamiento 14 es opuesta a la polaridad del segundo imán permanente 25 en el sentido orientado hacia la bobina de accionamiento 14.As shown in Figures 1, 2 and 5, the cleaning device 2A comprises a cleaning device housing 20A, a right cleaning device support 21A and a left cleaning device support 22A to support the cleaning device. 2A, a cleaning device transducer 23A, a passive assembly, a seal 5A, a cleaning element holder 3A, and cleaning elements 4A. The right and left holders 21A, 22A of the cleaning device can be detachably connected and fixed on the cleaning device housing 20A by means of a retainer, such as a screw. As shown in Figure 6, the cleaning device transducer 23A can be integrally molded by injecting, for example, the first transducer elastic member 23A1, the second transducer elastic member 23A2, the transducer holder 23A4, the transducer elastic element retainer 23A31 and the cleaning element carrier coupling shaft 23A5, and can also be assembled from individual parts. The cleaning element holder coupling shaft 23A5 is tightly inserted into the cleaning element holder 3A, so that the cleaning device transducer 23A is fixedly coupled to the cleaning element holder 3A. The cleaning elements 4A is distributed on the cleaning element holder 3A, the cleaning elements 4A being able to be an article such as toothbrush bristles. One end of the seal 5A mates with the cleaning element holder 3A, and the other end of the seal 5A mates with the cleaning device housing 20A. The passive assembly is made up of a plurality of first and second permanent magnets 24, 25 and a permanent magnet carrier 26. The first permanent magnet 24 and the second permanent magnet 25 may have a rectangular parallelepiped shape and are alternately distributed on both sides. of the iron core 15 of the drive coil, and the permanent magnet carrier 26 is attached to the end of the cleaning device transducer 23A opposite the cleaning element carrier coupling shaft 23A5. The plurality of first and second permanent magnets 24, 25 are attached to the permanent magnet holder 26. The polarity of the first permanent magnet 24 in the direction facing the drive coil 14 is opposite to the polarity of the second permanent magnet 25 in the direction facing the drive coil 14.
Tal como se muestra en las figuras 3, 5, 6 y 7, en este ejemplo, el conjunto pasivo puede comprender por ejemplo dos primeros imanes permanentes 24 que tienen, cada uno, un polo S orientado hacia la bobina de accionamiento 14, y por ejemplo dos segundos imanes permanentes 25 que tienen, cada uno, un polo N orientado hacia la bobina de accionamiento 14. Las relaciones posicionales relativas del primer imán permanente 24, el segundo imán permanente 25 y la bobina de accionamiento 14 pueden mostrarse tal como en la figura 3. En la figura 3, el segundo imán permanente 25 en el lado izquierdo y el primer imán permanente 24 en el lado izquierdo en el conjunto pasivo pueden distribuirse de manera sustancialmente simétrica con respecto al núcleo de hierro 15 de la bobina de accionamiento, y el primer imán permanente 24 en el lado derecho y el segundo imán permanente 25 en el lado derecho pueden distribuirse de manera sustancialmente simétrica con respecto al núcleo de hierro 15 de la bobina de accionamiento. La línea central transversal del segundo imán permanente 25 en el lado superior izquierdo está alineada con la línea central transversal del primer imán permanente 24 en el lado superior derecho, y la línea central transversal del primer imán permanente 24 en el lado inferior izquierdo está alineada con la línea central transversal del segundo imán permanente 25 en el lado inferior derecho, y las dos líneas centrales transversales anteriores son paralelas entre sí. Cuando se activa la corriente, el sentido de corriente de la corriente formada al proyectar la corriente en la bobina de accionamiento sobre el plano del primer imán permanente en el mismo lado es opuesto al sentido de corriente de la corriente formada al proyectar la corriente en la bobina de accionamiento sobre el plano del segundo imán permanente en el mismo lado al mismo tiempo.As shown in Figures 3, 5, 6 and 7, in this example, the passive assembly may comprise for example two first permanent magnets 24 each having a pole S facing the drive coil 14, and therefore For example, two second permanent magnets 25 each having an N pole facing the drive coil 14. The relative positional relationships of the first permanent magnet 24, the second permanent magnet 25 and the drive coil 14 can be shown as in Figure 3. In Figure 3, the second permanent magnet 25 on the left side and the first permanent magnet 24 on the left side in the passive assembly can be distributed substantially symmetrically with respect to the iron core 15 of the drive coil, and the first permanent magnet 24 on the right side and the second permanent magnet 25 on the right side can be distributed substantially symmetrically with respect to the iron core 15 of the coil of drive. The transverse center line of the second permanent magnet 25 on the upper left side is aligned with the transverse center line of the first permanent magnet 24 on the upper right side, and the transverse center line of the first permanent magnet 24 on the lower left side is aligned with the transverse center line of the second permanent magnet 25 on the lower right side, and the two previous transverse center lines are parallel to each other. When the current is turned on, the current direction of the current formed by projecting the current in the drive coil onto the plane of the first permanent magnet on the same side is opposite to the current direction of the current formed by projecting the current in the drive coil on the plane of the second permanent magnet on the same side at the same time.
En el presente ejemplo mostrado en las figuras 3, 3A, 3B, la bobina de accionamiento 14 está fijada en el interior del mango de accionamiento 1. Cuando la corriente I fluye a través de la bobina de accionamiento 14, se generan fuerzas electromagnéticas F1 , F2 , F3 , F4 entre la bobina de accionamiento 14 y el primer imán permanente 24 en el lado derecho, el segundo imán permanente 25 en el lado derecho, el primer imán permanente 24 en el lado izquierdo y el segundo imán permanente 25 en el lado izquierdo, respectivamente. Debido a la distribución simétrica de manera uniforme de los imanes permanentes primeros y segundos 24, 25 en los lados izquierdo y derecho con respecto al núcleo de hierro 15 de la bobina de accionamiento, las fuerzas electromagnéticas F1 , F2 y F3 , F4 son esencialmente iguales en magnitud y opuestas en sentido, es decir, la fuerza electromagnética resultante sobre el conjunto pasivo es cercana a cero, es decir, las fuerzas sobre el conjunto pasivo se equilibran. Tal como se muestra en la figura 3, dado que los imanes permanentes primeros y segundos 24, 25 en los lados tanto izquierdo como derecho están distribuidos razonablemente, pueden generarse pares de torsión en sentido horario M1 , M2 , M3 , M4 sobre el conjunto pasivo mediante las fuerzas F1 , F2 , F3, F4, respectivamente; el par de torsión M es la suma de los pares de torsión Mi , M2 , M3 , M4, y el sentido de vector del par de torsión M se orienta hacia el elemento de limpieza. En el sentido mostrado en la figura 3B, el par de torsión M acciona el conjunto pasivo para que rote en un sentido antihorario, y el sentido de vector del par de torsión también se orienta hacia el elemento de limpieza. apunta a Cabe recordar que los sentidos de vector de los pares de torsión en las figuras 3 y 3B concuerdan, pero debido a la dirección de la vista, en la descripción, sus pares de torsión respectivos se denominan sentido horario y sentido antihorario respectivamente; de hecho, los pares de torsión en las figuras 3 y 3B son el mismo par de torsión.In the present example shown in Figures 3, 3A, 3B, the drive coil 14 is fixed inside the drive handle 1. When current I flows through the drive coil 14, electromagnetic forces F 1 are generated. , F 2 , F 3 , F 4 between the drive coil 14 and the first permanent magnet 24 on the right side, the second permanent magnet 25 on the right side, the first permanent magnet 24 on the left side and the second permanent magnet 25 on the left side, respectively. Due to the uniformly symmetrical distribution of the first and second permanent magnets 24, 25 on the left and right sides with respect to the iron core 15 of the drive coil, the electromagnetic forces F 1 , F 2 and F 3 , F 4 are essentially equal in magnitude and opposite in sense, that is, the resulting electromagnetic force on the passive assembly is close to zero, that is, the forces on the passive assembly are balanced. As shown in figure 3, since the first and second permanent magnets 24, 25 on both the left and right sides are reasonably distributed, clockwise torques M 1 , M 2 , M 3 , M 4 can be generated. on the passive set by forces F 1 , F 2 , F 3 , F 4 , respectively; the torque M is the sum of the torques M i , M 2 , M 3 , M 4 , and the vector direction of the torque M is oriented towards the cleaning element. In the direction shown in FIG. 3B, the torque M drives the passive assembly to rotate counterclockwise, and the vector direction of the torque is also oriented toward the cleaning element. points to It should be remembered that the vector directions of the torques in Figures 3 and 3B agree, but due to the direction of the view, in the description, their respective torques are called clockwise and counterclockwise respectively; in fact, the torques in Figures 3 and 3B are the same torque.
La figura 3A es una vista esquemática de proyección del análisis mecánico de la figura 3. La figura 3A muestra el sentido de cada fuerza electromagnética más claramente. Si se establecen coordenadas tomando el punto central O del núcleo de hierro 15 de la bobina de accionamiento como el origen, los imanes permanentes 24, 25 en el lado izquierdo tienen el eje y como límite derecho, y el primer imán permanente 24 en el lado izquierdo y el segundo imán permanente 25 en el lado izquierdo están distribuidos simétricamente con respecto al eje x. El imán permanente 24, 25 en el lado derecho tienen el eje y como límite izquierdo, y el primer imán permanente 24 en el lado derecho y el segundo imán permanente 25 en el lado derecho están distribuidos simétricamente con respecto al eje x; F1 , F2 , F3 y F4 en las figuras son fuerzas que actúan sobre los imanes permanentes 24, 25 respectivamente. Aparentemente, en la disposición de los imanes permanentes 24, 25 y la bobina de accionamiento 14 mostrada en la figura 3A, las fuerzas F1 , F2 , F3 y F4 son idénticas en magnitud; F1 y F2 tienen sentidos idénticos; F3 y F4 tienen sentidos idénticos que son opuestos a los sentidos de F1 y F2. La figura 3B es una vista esquemática del análisis mecánico de la figura 3, y muestra el resultado analítico obtenido al concentrar las fuerzas sobre el punto O'. O' es el centro geométrico del grupo de imanes permanentes, y está en el conjunto pasivo. El segmento de línea O-O' es paralelo a o coincide con el eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza. En la figura 3B, los puntos O' y O coinciden entre sí, y la fuerza electromagnética resultante recibida por el conjunto pasivo es cero, y el conjunto pasivo se somete a la acción del par de torsión M, en el que el par de torsión M es la suma de los pares de torsión M1 , M2 , M3, M4 generados por las fuerzas F1 , F2 , F3, F4 respectivamente en el sentido antihorario. Desde luego, los imanes permanentes 24, 25 y la bobina de accionamiento 14 también pueden tener otras disposiciones sin estar limitadas a las mismas.Figure 3A is a schematic projection view of the mechanical analysis of Figure 3. Figure 3A shows the direction of each electromagnetic force more clearly. If coordinates are established taking the center point O of the iron core 15 of the drive coil as the origin, the permanent magnets 24, 25 on the left side have the y-axis as the right limit, and the first permanent magnet 24 on the right side. left and the second permanent magnet 25 on the left side are symmetrically distributed with respect to the x-axis. The permanent magnet 24, 25 on the right side have the y axis as the left limit, and the first permanent magnet 24 on the right side and the second permanent magnet 25 on the right side are symmetrically distributed with respect to the x axis; F 1 , F 2 , F 3 and F 4 in the figures are forces acting on permanent magnets 24, 25 respectively. Apparently, in the arrangement of permanent magnets 24, 25 and drive coil 14 shown in Figure 3A, the forces F 1 , F 2 , F 3, and F 4 are identical in magnitude; F 1 and F 2 have identical senses; F3 and F4 have identical senses that are opposite to the senses of F 1 and F 2 . Figure 3B is a schematic view of the mechanical analysis of Figure 3, and shows the analytical result obtained by concentrating the forces on point O '. O 'is the geometric center of the group of permanent magnets, and is in the passive set. The line segment OO 'is parallel to or coincides with the axis of rotation of the cleaning device transducer. In Figure 3B, the points O 'and O coincide with each other, and the resulting electromagnetic force received by the passive assembly is zero, and the passive assembly is subjected to the action of the torque M, in which the torque M is the sum of the torques M 1 , M 2 , M 3 , M 4 generated by the forces F 1 , F 2 , F 3 , F 4 respectively in the counterclockwise direction. Of course, the permanent magnets 24, 25 and the drive coil 14 can also have other arrangements without being limited thereto.
Cuando la corriente opuesta a la corriente I mostrada en la figura 3 en sentido fluye a través de la bobina de accionamiento 14, tal como se indicó anteriormente, la fuerza electromagnética resultante que actúa sobre el conjunto pasivo es cero, y se genera un par de torsión en sentido antihorario, en el que el sentido de vector del par de torsión se orienta alejándose de un extremo de los elementos de limpieza. Por tanto, al disponer razonablemente la posición relativa de los imanes permanentes 24, 25 y la bobina de accionamiento 14 en el dispositivo de limpieza 2A, cuando una corriente alterna pasa a través de la bobina de accionamiento 14, el conjunto pasivo recibe una fuerza de equilibrio, en el que la fuerza electromagnética resultante es cero, y se genera un par de torsión, cuyo sentido varía con la variación de sentido de corriente de la bobina de accionamiento 14, de modo que el conjunto pasivo se acciona mediante la bobina de accionamiento 14 para que rote repetidamente en los sentidos horario y antihorario. Aparentemente, las posiciones relativas de los imanes permanentes 24, 25 y la bobina de accionamiento 14 así como el número de los imanes permanentes no se limitan a este ejemplo, y el experto en esta técnica puede deducir diferentes disposiciones sin apartarse del alcance de la presente invención. Por ejemplo, el número de los imanes permanentes 24, 25 puede ser de dos, tres, cinco o seis, etcétera; alternativamente, se intercambian las posiciones de los imanes permanentes 24, 25 en el lado izquierdo, o se intercambian las posiciones de los imanes permanentes 24, 25 en el lado derecho; alternativamente, el plano de imanes permanentes en el lado izquierdo y el plano superior de la bobina de accionamiento 14 están distribuidos formando un ángulo de p, y el plano de imanes permanentes en el lado derecho y el plano superior de la bobina de accionamiento 14 están distribuidos formando un ángulo de -p.When the current opposite the current I shown in Figure 3 in the direction flows through the drive coil 14, as indicated above, the resulting electromagnetic force acting on the passive assembly is zero, and a torque of counterclockwise torsion, in which the vector direction of the torque is oriented away from one end of the cleaning elements. Therefore, by reasonably arranging the relative position of the permanent magnets 24, 25 and the drive coil 14 in the cleaning device 2A, when an alternating current passes through the drive coil 14, the passive assembly receives a force of equilibrium, in which the resulting electromagnetic force is zero, and a torque is generated, the direction of which varies with the variation of the current direction of the drive coil 14, so that the passive assembly is driven by the drive coil 14 to repeatedly rotate clockwise and counterclockwise. Apparently, the relative positions of the permanent magnets 24, 25 and the drive coil 14 as well as the number of the permanent magnets are not limited to this example, and the person skilled in this art can deduce different arrangements without departing from the scope of the present. invention. For example, the number of permanent magnets 24, 25 can be two, three, five or six, and so on; alternatively, the positions of the permanent magnets 24, 25 on the left side are swapped, or the positions of the permanent magnets 24, 25 on the right side are swapped; alternatively, the permanent magnet plane on the left side and the upper plane of the drive coil 14 are distributed at an angle of p, and the permanent magnet plane on the right side and the upper plane of the drive coil 14 are distributed at an angle of -p.
La figura 3C ilustra una realización de seis imanes permanentes, es decir, además de los cuatro imanes permanentes originales, se añaden y disponen razonablemente dos imanes permanentes con funciones idénticas a las de los cuatro imanes permanentes mencionados anteriormente, es decir, haciendo que la zona de proyección de campo magnético sea más grande y el efecto mejor, y, evidentemente, hay muchas otras configuraciones, cuyos principios son idénticos, que ya no se enumerarán en el presente documento.Figure 3C illustrates an embodiment of six permanent magnets, that is, in addition to the four original permanent magnets, two permanent magnets are reasonably added and arranged with identical functions to those of the four permanent magnets mentioned above, that is, making the area magnetic field projection is larger and the effect better, and obviously there are many other configurations, the principles of which are identical, which will no longer be listed here.
Tal como se muestra en la figura 3, los polos N de los primeros imanes permanentes 24 y los polos S de los segundos imanes permanentes 25 están fijados de manera inmóvil al portador de imanes permanentes 26, y el conjunto pasivo está constituido por los primeros imanes permanentes 24, los segundos imanes permanentes 25 y el portador de imanes permanentes 26. Aunque sólo se muestra un conjunto pasivo en la presente realización, también es posible proporcionar una pluralidad de conjuntos pasivos que no tienen ningún movimiento relativo entre sí según la presente invención.As shown in Figure 3, the N poles of the first permanent magnets 24 and the S poles of the second permanent magnets 25 are immobile fixed to the permanent magnet carrier 26, and the passive assembly is made up of the first magnets. permanent magnets 24, second permanent magnets 25, and permanent magnet carrier 26. Although only one passive assembly is shown in the present embodiment, it is also possible to provide a plurality of passive assemblies that have no relative movement to each other according to the present invention.
Preferiblemente, la zona de proyección máxima formada al proyectar el plano mínimo de la misma sección horizontal que contiene todos los imanes permanentes del conjunto pasivo sobre un plano perpendicular a un eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza es menor de o igual a de 30 mm x 30 mm a 60 mm x 60 mm, lo que puede determinarse según circunstancias específicas. En cuanto al cepillo de dientes eléctrico y la afeitadora eléctrica, la zona de proyección máxima formada al proyectar el plano mínimo de la misma sección horizontal que contiene todos los imanes permanentes del conjunto pasivo sobre un plano perpendicular a un eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza es menor de o igual a 30 mm x 30 mm; en cuanto al instrumento de higiene facial eléctrico y la ducha eléctrica, la zona de proyección máxima formada al proyectar el plano mínimo de la misma sección horizontal que contiene todos los imanes permanentes del conjunto pasivo sobre un plano perpendicular a un eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza es menor de o igual a 60 mm x 60 mm. Con esta estructura, el aparato de cuidado personal de la presente invención es más compacto y tiene un aspecto más atractivo.Preferably, the maximum projection zone formed by projecting the minimum plane of the same horizontal section containing all the permanent magnets of the passive assembly onto a plane perpendicular to an axis of rotation of the cleaning device transducer is less than or equal to 30 mm x 30mm to 60mm x 60mm, which can be determined based on specific circumstances. For the electric toothbrush and electric shaver, the maximum projection zone formed by projecting the minimum plane of the same horizontal section that contains all the permanent magnets of the passive assembly onto a plane perpendicular to an axis of rotation of the device transducer cleaning is less than or equal to 30mm x 30mm; As for the electric facial hygiene instrument and the electric shower, the maximum projection zone formed by projecting the minimum plane of the same section horizontal containing all permanent magnets of the passive assembly on a plane perpendicular to an axis of rotation of the cleaning device transducer is less than or equal to 60 mm x 60 mm. With this structure, the personal care apparatus of the present invention is more compact and has a more attractive appearance.
En la presente invención, el movimiento eficiente del dispositivo de limpieza puede lograrse mediante la característica de flexión de los elementos elásticos. La figura 6 muestra el efecto de las fuerzas F1, F2, F3, F4 sobre el momento torsional (momento de torsión) del primer elemento elástico de transductor 23A1 y el segundo elemento elástico de transductor 23A2. Tal como se muestra en la figura 6, el imán permanente 25 en el lado superior izquierdo se somete a la fuerza F4 tal como se muestra en la figura, y L6 es el brazo de fuerza L6 de la fuerza F4 con respecto a la línea central geométrica del segundo elemento elástico de transductor 23A2, entonces la fuerza electromagnética F4 genera un par de torsión M6 con respecto al segundo elemento elástico de transductor 23A2, M6 = F4 L6; el sentido de M6 es el sentido horario. Igualmente, el imán permanente 24 en el lado superior derecho se somete a la fuerza Fi, y L5 es el brazo de fuerza L5 de la fuerza Fi con respecto a la línea central geométrica del primer elemento elástico de transductor 23A1, entonces la fuerza electromagnética Fi genera un par de torsión M5 con respecto al primer elemento elástico de transductor 23A1, M5 = F1L5; el sentido de M5 es el sentido antihorario. Según la presente invención, al configurar razonablemente la forma y la posición de los imanes permanentes así como la forma y la posición de los elementos elásticos de transductor, puede hacerse que M5 y M6 sean aproximadamente iguales en magnitud y opuestos en sentido. De manera similar, los pares de torsión generados por F3 y F2 con respecto al segundo elemento elástico de transductor 23A2 y el primer elemento elástico de transductor 23A1 son idénticos en magnitud y opuestos en sentido. Por tanto, el par de torsión resultante de la fuerza electromagnética sobre el conjunto pasivo con respecto al primer elemento elástico de transductor 23A1 y al segundo elemento elástico de transductor 23A2 es cero. Por consiguiente, siempre y cuando la forma y la posición de los imanes permanentes y la forma y la posición de los elementos elásticos de transductor se diseñen razonablemente, el factor de la sección resistente a la flexión (o módulo de la sección en la flexión) y el factor de la sección resistente a la torsión (o módulo de la sección en la torsión) de los elementos elásticos tienen escasos efectos sobre la implementación de la presente invención, permitiendo por tanto expandir el intervalo de selección de las dimensiones geométricas de los elementos elásticos de transductor.In the present invention, efficient movement of the cleaning device can be achieved by the bending characteristic of the elastic elements. Figure 6 shows the effect of the forces F1, F2, F3, F4 on the torsional moment (torque) of the first elastic transducer element 23A1 and the second elastic transducer element 23A2. As shown in figure 6, the permanent magnet 25 on the upper left side is subjected to the force F4 as shown in the figure, and L6 is the force arm L6 of the force F4 with respect to the center line geometry of the second elastic transducer element 23A2, then the electromagnetic force F4 generates a torque M6 with respect to the second elastic transducer element 23A2, M6 = F4 L6; the direction of M6 is clockwise. Similarly, the permanent magnet 24 on the upper right side is subjected to the force Fi, and L5 is the force arm L5 of the force Fi with respect to the geometric center line of the first elastic transducer element 23A1, then the electromagnetic force Fi generates a torque M5 with respect to the first elastic transducer element 23A1, M5 = F1L5; the direction of M5 is counterclockwise. According to the present invention, by reasonably configuring the shape and position of the permanent magnets as well as the shape and position of the elastic transducer elements, M5 and M6 can be made to be approximately equal in magnitude and opposite in direction. Similarly, the torques generated by F3 and F2 with respect to the second elastic transducer element 23A2 and the first elastic transducer element 23A1 are identical in magnitude and opposite in direction. Therefore, the torque resulting from the electromagnetic force on the passive assembly relative to the first elastic transducer element 23A1 and the second elastic transducer element 23A2 is zero. Therefore, as long as the shape and position of the permanent magnets and the shape and position of the elastic transducer elements are reasonably designed, the factor of the section resistant to bending (or modulus of the section in bending) and the factor of the torsionally resistant section (or modulus of the section in torsion) of the elastic elements have little effect on the implementation of the present invention, thus allowing to expand the selection range of the geometric dimensions of the elements. transducer elastics.
Tal como se muestra en las figuras 2, 5 y 6, el conjunto pasivo y el soporte de transductor de dispositivo de limpieza 23A4 se acoplan entre sí de manera fija sin movimiento relativo, y hay muchas maneras para el acoplamiento de manera fija, tal como mediante moldeo por inyección o mediante tornillos. Con el fin de lograr el propósito de una limpieza eficiente, se requiere generalmente que el aparato de cuidado personal tenga una velocidad de aproximadamente 6000 a 24000 rpm, es decir, la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza es de 100 a 400 Hz; la relación entre la frecuencia natural fnatural y la frecuencia fü de la fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento en el mango satisface: 0,85f0<fnatural<1,05f0. Los experimentos muestran que cuando la frecuencia natural del dispositivo de limpieza es de 100 a 400 Hz, se obtiene como resultado un efecto tecnológico mejor. Además, la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza es de 250 Hz más o menos, y la relación entre la frecuencia natural fnatural y la frecuencia fo de la fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento en el mango satisface: 0,85f0<fnatural<1,05f0. Tomando como ejemplo una rotación alternativa de 15000 rpm, es decir, la frecuencia natural del dispositivo de limpieza es de aproximadamente 250 Hz; los experimentos muestran que el movimiento alternativo a alta velocidad del elemento de limpieza con la frecuencia de aproximadamente 250 Hz puede hacer que el aire y el líquido alrededor del elemento de limpieza interaccionen para formar una explosión de gas, y esta turbulencia irregular puede establecer un procedimiento de acumular energía y liberar instantáneamente energía que es muy eficaz en la eliminación de manchas persistentes, tales como placa dental en la superficie del diente y similares. Todavía adicionalmente, la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza está en un intervalo de 220 Hz a 280 Hz, y la relación entre la frecuencia natural fnatural y la frecuencia fo de la fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento en el mango satisface: 0,85f0<fnatural<1,05f0. Los experimentos muestran además que cuando la frecuencia natural del dispositivo de limpieza es de entre 220 y 280 Hz, puede lograrse un efecto muy eficaz similar al obtenido cuando la frecuencia natural es de 250 Hz.As shown in Figures 2, 5, and 6, the passive assembly and the 23A4 cleaning device transducer holder are fixedly coupled to each other without relative movement, and there are many ways for fixed coupling, such as by injection molding or by screws. In order to achieve the purpose of efficient cleaning, the personal care apparatus is generally required to have a speed of about 6000 to 24000 rpm, that is, the fnatural natural frequency of the cleaning device is 100 to 400 Hz; The relationship between the natural frequency fnatural and the frequency fü of the electromagnetic force generated by the drive coil in the handle satisfies: 0.85f0 <fnatural <1.05f0. Experiments show that when the natural frequency of the cleaning device is 100 to 400 Hz, a better technological effect results. Furthermore, the natural frequency fnatural of the cleaning device is 250 Hz more or less, and the ratio between the natural frequency fnatural and the frequency fo of the electromagnetic force generated by the drive coil on the handle satisfies: 0.85f0 <fnatural <1.05f0. Taking as an example an alternative rotation of 15000 rpm, that is, the natural frequency of the cleaning device is approximately 250 Hz; Experiments show that the high-speed reciprocating movement of the cleaning element with the frequency of about 250 Hz can cause the air and liquid around the cleaning element to interact to form a gas explosion, and this irregular turbulence can establish a procedure to accumulate energy and instantly release energy that is very effective in removing stubborn stains such as dental plaque on the tooth surface and the like. Still further, the natural frequency fnatural of the cleaning device is in a range of 220 Hz to 280 Hz, and the relationship between the natural frequency fnatural and the frequency fo of the electromagnetic force generated by the drive coil in the handle satisfies: 0 , 85f0 <fnatural <1.05f0. The experiments further show that when the natural frequency of the cleaning device is between 220 and 280 Hz, a very effective effect similar to that obtained when the natural frequency is 250 Hz can be achieved.
El dispositivo de limpieza 2A tiene su propia frecuencia natural fnatural, y este dispositivo de limpieza 2A puede considerarse un sistema de oscilador de resorte constituido por un resorte de factor de rigidez de resorte K y una masa m. Según el principio de vibración, la frecuencia natural fnaturai del oscilador de resorte es directamente The cleaning device 2A has its own natural frequency fnatural, and this cleaning device 2A can be considered a spring oscillator system consisting of a spring of spring stiffness factor K and a mass m. According to the principle of vibration, the natural frequency fnaturai of the spring oscillator is directly
proporcional a ‘ ’ donde K es el factor de rigidez de resorte generado al ser todos los elementos elásticos en el dispositivo de limpieza 2A equivalentes al sistema de oscilador de resorte, y m es la masa generada al ser toda la masa generalizada en el dispositivo de limpieza 2A equivalente al sistema de oscilador de resorte.proportional to '' where K is the spring stiffness factor generated by all the elastic elements in the cleaning device 2A being equivalent to the spring oscillator system, and m is the mass generated by being all the generalized mass in the cleaning device 2A equivalent to the spring oscillator system.
En el presente ejemplo mostrado en la figura 6, el conjunto pasivo está constituido por una pluralidad de imanes permanentes y el portador de imanes permanentes; el conjunto pasivo tiene una densidad mayor en relación con otras partes del dispositivo de limpieza 2A que los elementos elásticos 23A1, 23A2, y el conjunto pasivo está en un extremo distal alejado de los elementos elásticos 23A1, 23A2 y, por tanto, tiene un momento de inercia mayor; por consiguiente, la masa generalizada del conjunto pasivo es un componente destacado de la masa en el sistema de oscilador de resorte anterior. En esta realización, la masa generalizada del conjunto pasivo puede alcanzar el 60% de la masa del sistema de oscilador de resorte.In the present example shown in Figure 6, the passive assembly is made up of a plurality of permanent magnets and the permanent magnet carrier; the passive assembly has a higher density relative to other parts of the cleaning device 2A than the elastic elements 23A1, 23A2, and the passive assembly is at a distal end away from the elastic elements 23A1, 23A2 and therefore has a moment of greater inertia; therefore, the generalized mass of the passive assembly is a prominent component of the mass in the previous spring oscillator system. In this embodiment, the generalized mass of the passive assembly can reach 60% of the mass of the spring oscillator system.
Según el principio de vibración, cuando la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza 2A es cercana a o igual a la frecuencia fo de la fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento 14 en el alojamiento de mango 10, el aparato de cuidado personal tiene una mayor eficiencia, y además, las personas siempre desean que el aparato de cuidado personal tenga una buena sensación al tacto, por tanto su mango 1 no puede ser demasiado voluminoso. En términos generales, el diámetro del mango 1 deben ser menor de 35 mm, y una estructura eficiente puede hacer que el mango 1 sea más pequeño de modo que el aparato de cuidado personal pueda tener un exterior estético. En la presente invención, al diseñar razonablemente la masa generalizada del conjunto pasivo y el factor de rigidez de los elementos elásticos, la fuerza electromagnética de una frecuencia f0 generada por la bobina de accionamiento 14 en el alojamiento de mango 10 y que actúa sobre el dispositivo de limpieza 2A lleva el dispositivo de limpieza 2A a un estado de oscilación de resonancia o estado de vibración resonante, por tanto puede obtenerse un sistema eficiente dentro de un espacio pequeño. Según la presente invención, en combinación con la selección de la dimensión del conjunto pasivo y la configuración razonable de los elementos elásticos, el intervalo de frecuencia natural del dispositivo de limpieza 2A puede ser de 100 Hz a 400 Hz, es decir, el dispositivo de limpieza 2A de este ejemplo puede coincidir con el mango 1 del aparato de cuidado personal que emite la fuerza electromagnética que tiene una frecuencia de entre 100 Hz a 400 Hz, y puede implementarse una transferencia de energía eficiente entre el mango 1 y el dispositivo de limpieza 2A. En este ejemplo, la relación entre la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza 2A y la frecuencia f0 de la fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento 14 en el mango 1 es:According to the principle of vibration, when the natural frequency of the cleaning device 2A is close to or equal to At the frequency fo of the electromagnetic force generated by the drive coil 14 in the handle housing 10, the personal care apparatus has higher efficiency, and in addition, people always want the personal care apparatus to have a good feeling when touch, therefore its handle 1 cannot be too bulky. Generally speaking, the diameter of the handle 1 should be less than 35mm, and an efficient structure can make the handle 1 smaller so that the personal care apparatus can have an aesthetic exterior. In the present invention, by reasonably designing the generalized mass of the passive assembly and the stiffness factor of the elastic elements, the electromagnetic force of a frequency f0 generated by the drive coil 14 in the handle housing 10 and acting on the device Cleaning device 2A brings the cleaning device 2A to a resonant oscillation state or resonant vibration state, thus an efficient system can be obtained within a small space. According to the present invention, in combination with the selection of the dimension of the passive assembly and the reasonable configuration of the elastic elements, the natural frequency range of the cleaning device 2A can be from 100 Hz to 400 Hz, that is, the cleaning device Cleaning 2A of this example can match the handle 1 of the personal care appliance emitting the electromagnetic force having a frequency between 100 Hz to 400 Hz, and efficient energy transfer can be implemented between the handle 1 and the cleaning device. 2A. In this example, the relationship between the natural frequency fnatural of the cleaning device 2A and the frequency f0 of the electromagnetic force generated by the drive coil 14 on the handle 1 is:
0,85f0<fnatural<1,05f0.0.85f0 <fnatural <1.05f0.
Preferiblemente, tal como se muestra en las figuras 2, 5, 6, 7, el retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 se acopla de manera fija con un extremo del primer elemento elástico de transductor 23A1 y un extremo del segundo elemento elástico de transductor 23A2 respectivamente, y los brazos de transmisión 23A41, 23A42 del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor se acoplan de manera fija con el otro extremo del primer elemento elástico de transductor 23A1 y el otro extremo del segundo elemento elástico de transductor 23A2, respectivamente. En este ejemplo, el primer elemento elástico de transductor 23A1 y el segundo elemento elástico de transductor 23A2 son paralelos entre sí, y están distribuidos simétricamente con respecto al eje de rotación o una línea paralela al eje de rotación. El primer elemento elástico de transductor 23A1 y el segundo elemento elástico de transductor 23A2 están ubicados a ambos lados del eje de rotación del soporte de transductor 23A4 respectivamente, y el ángulo entre los mismos es de 180°. El primer elemento elástico de transductor 23A1 y el segundo elemento elástico de transductor 23A2 pueden acoplarse con el soporte de transductor 23A4 y el retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 a través de moldeo por inyección, y también es posible usar una única pieza de elemento elástico para que se moldee por inyección con el soporte de transductor 23A4 y el retenedor de elemento elástico de transductor 23A31. En la disposición de moldeo por inyección global, aunque se usa una única pieza de elemento elástico para fabricar el primer elemento elástico de transductor 23A1 y el segundo elemento elástico de transductor 23A2, dado que los sentidos de las fuerzas que actúan sobre el primer elemento elástico de transductor 23A1 y el segundo elemento elástico de transductor 23A2 son diferentes, todavía puede considerarse que está compuesta por dos elementos elásticos.Preferably, as shown in Figures 2, 5, 6, 7, the transducer spring element retainer 23A31 is fixedly engaged with one end of the first transducer spring element 23A1 and one end of the second transducer spring element 23A2. respectively, and the transmission arms 23A41, 23A42 of the elastic transducer support coupling member are fixedly coupled with the other end of the first elastic transducer member 23A1 and the other end of the second elastic transducer member 23A2, respectively. In this example, the first elastic transducer element 23A1 and the second elastic transducer element 23A2 are parallel to each other, and are symmetrically distributed with respect to the axis of rotation or a line parallel to the axis of rotation. The first transducer elastic member 23A1 and the second transducer elastic member 23A2 are located on both sides of the axis of rotation of the transducer holder 23A4 respectively, and the angle between them is 180 °. The first transducer elastic element 23A1 and the second transducer elastic element 23A2 can be coupled with the transducer holder 23A4 and the transducer elastic element retainer 23A31 through injection molding, and it is also possible to use a single piece of elastic element to be injection molded with transducer holder 23A4 and transducer spring retainer 23A31. In the overall injection molding arrangement, although a single piece of elastic element is used to manufacture the first elastic transducer element 23A1 and the second elastic transducer element 23A2, since the directions of the forces acting on the first elastic element of transducer 23A1 and the second elastic element of transducer 23A2 are different, it can still be considered to be composed of two elastic elements.
En los ejemplos mostrados en las figuras 2, 6 y 7, el transductor de dispositivo de limpieza 23A, el soporte derecho 21A del dispositivo de limpieza y el soporte izquierdo 22A del dispositivo de limpieza se conectan de manera fija mediante el tornillo de bloqueo 27A, en el que el retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 está dotado de una pluralidad de muescas en forma de U (por ejemplo, cuatro tal como se muestra en las figuras); estas muescas en forma de U actúan conjuntamente con el número correspondiente de salientes en el soporte derecho de transductor 21A para determinar las posiciones de montaje relativas del transductor de dispositivo de limpieza 23A y el soporte derecho 21A del dispositivo de limpieza. El retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 se conecta de manera fija con los soportes izquierdo y derecho 22A, 21A del dispositivo de limpieza mediante el tornillo de bloqueo 27A y, por tanto, no hay movimiento relativo entre el retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 y los soportes izquierdo y derecho 22A, 21A del dispositivo de limpieza. En este ejemplo, el soporte de transductor de dispositivo de limpieza 23A4 se acopla con el retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 a través del primer elemento elástico de transductor 23A1 y el segundo elemento elástico de transductor 23A2. Cuando el dispositivo de limpieza 2A no está en funcionamiento, el transductor 23A está fijado a los soportes izquierdo y derecho 22A, 21A del dispositivo de limpieza, y los soportes izquierdo y derecho 22A, 21A están atornillados al alojamiento de mango 10 a través del alojamiento de dispositivo de limpieza 20A. Cuando se hace funcionar el dispositivo de limpieza 2A, el soporte de transductor 23A4 y el retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 generan un movimiento relativo a través de la acción sinérgica de todos los elementos elásticos en el conjunto elástico de transductor, mientras que el retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 se acopla de manera fija a los soportes izquierdo y derecho 22A, 21A del dispositivo de limpieza y se mantiene en un estado estacionario y, por tanto, sólo el soporte de transductor 23A4 se mueve con respecto al retenedor de elemento elástico de transductor 23A31. El árbol de acoplamiento de portador de elemento de limpieza 23A5 se extiende hacia arriba al interior del portador de elemento de limpieza 3A, y el acoplamiento anterior puede ser un acoplamiento fijo, de modo que, por tanto, el movimiento y la energía se transfieren al portador de elemento de limpieza 3A a través del árbol de acoplamiento de portador de elemento de limpieza 23A5, y luego a los elementos de limpieza 4A a través del portador de elemento de limpieza 3A.In the examples shown in Figures 2, 6 and 7, the cleaning device transducer 23A, the right bracket 21A of the cleaning device and the left bracket 22A of the cleaning device are fixedly connected by the locking screw 27A, wherein the transducer spring member retainer 23A31 is provided with a plurality of U-shaped notches (eg, four as shown in the figures); These U-shaped notches work in conjunction with the corresponding number of projections on the right transducer bracket 21A to determine the relative mounting positions of the cleaning device transducer 23A and the right cleaning device bracket 21A. The transducer spring retainer 23A31 is fixedly connected with the left and right mounts 22A, 21A of the cleaning device by the locking screw 27A and thus there is no relative movement between the transducer spring retainer 23A31 and the left and right supports 22A, 21A of the cleaning device. In this example, the cleaning device transducer holder 23A4 is engaged with the transducer elastic member retainer 23A31 through the first transducer elastic member 23A1 and the second transducer elastic member 23A2. When the cleaning device 2A is not in operation, the transducer 23A is fixed to the left and right supports 22A, 21A of the cleaning device, and the left and right supports 22A, 21A are screwed to the handle housing 10 through the housing. of cleaning device 20A. When the cleaning device 2A is operated, the transducer holder 23A4 and the transducer elastic element retainer 23A31 generate relative motion through the synergistic action of all the elastic elements in the transducer elastic assembly, while the retainer transducer spring element 23A31 is fixedly coupled to the left and right mounts 22A, 21A of the cleaning device and is held in a stationary state and thus only the transducer mount 23A4 moves relative to the element retainer transducer spring 23A31. The cleaning element carrier coupling shaft 23A5 extends upward into the cleaning element carrier 3A, and the above coupling may be a fixed coupling, so that therefore movement and energy are transferred to the cleaning element carrier 3A through the cleaning element carrier coupling shaft 23A5, and then to the cleaning elements 4A through the cleaning element carrier 3A.
Tal como se muestra en las figuras 1, 2, 3, 3B y 3C, el alojamiento de dispositivo de limpieza 20A tiene una configuración roscada, y el alojamiento de mango 10 tiene una configuración roscada que coincide con la configuración roscada del alojamiento de dispositivo de limpieza 20A. En esta realización, después de que el dispositivo de limpieza se inserta parcialmente en el rebaje de la parte superior del mango de accionamiento 1, el dispositivo de limpieza 2A se bloquea de manera apretada al mango de accionamiento 1 a través del acoplamiento roscado del alojamiento de dispositivo de limpieza 20A y el alojamiento de mango 10. Cuando el usuario fija el dispositivo de limpieza 2A al mango de accionamiento 1 y pone en marcha el mango de accionamiento 1, una corriente alterna de una frecuencia fü fluye a través de la bobina de accionamiento 14 del mango de accionamiento 1, y el campo magnético generado por los imanes permanentes 24, 25 del conjunto pasivo del dispositivo de limpieza interacciona con la bobina de accionamiento 14 activada para generar fuerzas electromagnéticas. Al configurar razonablemente el número y la posición de los imanes permanentes 24, 25 con respecto a la bobina de accionamiento 14, la fuerza electromagnética recibida por el conjunto pasivo se equilibra sustancialmente, y se genera un par de torsión M. Debido a la corriente alterna que fluye a través de la bobina de accionamiento 14, el sentido del par de torsión que actúa sobre el conjunto pasivo también es alterno, y debido al acoplamiento fijo del conjunto pasivo con el transductor de dispositivo de limpieza 23A, el transductor de dispositivo de limpieza 23A recibe movimiento y energía desde el conjunto pasivo.As shown in Figures 1, 2, 3, 3B, and 3C, the cleaning device housing 20A has a threaded configuration, and the handle housing 10 has a threaded configuration that matches the threaded configuration of cleaning device housing 20A. In this embodiment, after the cleaning device is partially inserted into the recess in the upper part of the actuator handle 1, the cleaning device 2A is tightly locked to the actuator handle 1 through the threaded coupling of the actuator housing. cleaning device 20A and the handle housing 10. When the user attaches the cleaning device 2A to the drive handle 1 and starts the drive handle 1, an alternating current of a frequency f ü flows through the coil of drive 14 of drive handle 1, and the magnetic field generated by permanent magnets 24, 25 of the passive cleaning device assembly interacts with powered drive coil 14 to generate electromagnetic forces. By reasonably setting the number and position of the permanent magnets 24, 25 with respect to the drive coil 14, the electromagnetic force received by the passive assembly is substantially balanced, and a torque M is generated. Due to the alternating current flowing through the drive coil 14, the direction of torque acting on the passive assembly is also alternate, and due to the fixed coupling of the passive assembly with the cleaning device transducer 23A, the cleaning device transducer 23A receives motion and energy from the passive set.
Tal como se muestra en la figura 6, suponiendo que, en el estado inicial, el sentido del par de torsión del conjunto pasivo para accionar el transductor de dispositivo de limpieza 23A es un sentido horario, el retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 está fijado a los soportes izquierdo y derecho 22A, 21A del dispositivo de limpieza, y el conjunto elástico está fijado al soporte de transductor 23A4, cuando el soporte de transductor 23A4 se acciona mediante el conjunto pasivo para que rote en sentido horario, el brazo de transmisión 23A41 del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor acciona el primer elemento elástico de transductor 23A1 para que se flexione en el sentido horario, el primer elemento elástico de transductor 23A1 genera un esfuerzo de flexión y almacena energía, y el primer elemento elástico de transductor 23A1 genera un esfuerzo de flexión alrededor del retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 en el sentido horario. Si el par de torsión corresponde al retenedor de elemento elástico de transductor 23A31, el primer elemento elástico de transductor 23A1 es equivalente a someterse a una fuerza F5 hacia dentro perpendicular a la superficie del papel en la zona del brazo de transmisión del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor, y el brazo de fuerza del mismo es la distancia de la fuerza equivalente F5 a la línea de contacto del retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 y el primer elemento elástico de transductor 23A1 a lo largo de la dirección hacia la fuerza F5. Al mismo tiempo, el brazo de transmisión 23A42 del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor acciona el segundo elemento elástico de transductor 23A2 para que se flexione en el sentido horario, el segundo elemento elástico de transductor 23A2 genera un esfuerzo de flexión y almacena energía, y el segundo elemento elástico de transductor 23A2 también genera un esfuerzo de flexión alrededor del retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 en el sentido horario. Si el par de torsión corresponde al retenedor de elemento elástico de transductor 23A31, el segundo elemento elástico de transductor 23A2 es equivalente a someterse a una fuerza F6 hacia fuera perpendicular a la superficie del papel en la zona del brazo de transmisión del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor, y el brazo de fuerza del mismo es la distancia de la fuerza equivalente F6 a la línea de contacto del retenedor de elemento elástico de transductor 23A31 y el segundo elemento elástico de transductor 23A2 a lo largo de la dirección hacia la fuerza F6. Evidentemente, las fuerzas recibidas por el conjunto elástico se equilibran sustancialmente; el transductor de dispositivo de limpieza 23A sólo se somete a un par de torsión en sentido horario. Viceversa, cuando se acciona el conjunto pasivo mediante la bobina de accionamiento 14 en el alojamiento de mango 10 para que rote en el sentido antihorario, de manera similar al análisis anterior, las fuerzas sobre el transductor de dispositivo de limpieza 23A se equilibran sustancialmente, y el transductor de dispositivo de limpieza 23A sólo se somete a un par de torsión en sentido antihorario y, por tanto, el transductor de dispositivo de limpieza 23A realiza una rotación alternativa en respuesta al accionamiento de la bobina de accionamiento 14 en el alojamiento de mango 10. Los elementos de limpieza 4A se acoplan al transductor 23A a través del portador de elemento de limpieza 3A, y el transductor de dispositivo de limpieza 23A acciona los elementos de limpieza 4A para que roten de manera alternativa.As shown in Fig. 6, assuming that in the initial state, the torque direction of the passive assembly for driving the cleaning device transducer 23A is clockwise, the transducer spring member retainer 23A31 is fixed. to the left and right mounts 22A, 21A of the cleaning device, and the spring assembly is attached to the transducer mount 23A4, when the transducer mount 23A4 is driven by the passive assembly to rotate clockwise, the transmission arm 23A41 of the transducer support coupling elastic member drives the first transducer elastic member 23A1 to flex clockwise, the first transducer elastic member 23A1 generates a bending stress and stores energy, and the first transducer elastic member 23A1 generates a bending stress around the transducer spring member retainer 23A31 in the clockwise direction. If the torque corresponds to the transducer elastic element retainer 23A31, the first transducer elastic element 23A1 is equivalent to being subjected to an inward force F 5 perpendicular to the paper surface in the area of the transmission arm of the elastic element of transducer support coupling, and the force arm thereof is the distance of the equivalent force F5 to the line of contact of the transducer elastic element retainer 23A31 and the first transducer elastic element 23A1 along the direction toward the force F5. At the same time, the transmission arm 23A42 of the transducer support coupling elastic member drives the second transducer elastic member 23A2 to flex clockwise, the second transducer elastic member 23A2 generates a bending stress and stores energy , and the second transducer spring member 23A2 also generates a bending stress around the transducer spring member retainer 23A31 in the clockwise direction. If the torque corresponds to the elastic transducer element retainer 23A31, the second elastic transducer element 23A2 is equivalent to being subjected to an outward force F6 perpendicular to the paper surface in the area of the transmission arm of the elastic coupling element. of transducer support, and the force arm thereof is the distance of the equivalent force F6 to the line of contact of the transducer elastic element retainer 23A31 and the second transducer elastic element 23A2 along the direction toward the force F6. Obviously, the forces received by the elastic assembly are substantially balanced; the cleaning device transducer 23A is only torqued clockwise. Vice versa, when the passive assembly is actuated by the drive coil 14 in the handle housing 10 to rotate counterclockwise, similar to the previous discussion, the forces on the cleaning device transducer 23A are substantially balanced, and cleaning device transducer 23A is only torqued counterclockwise and thus cleaning device transducer 23A reciprocates in response to actuation of drive coil 14 in handle housing 10 The cleaning elements 4A are coupled to the transducer 23A through the cleaning element holder 3A, and the cleaning device transducer 23A drives the cleaning elements 4A to rotate alternately.
Tal como se muestra en las figuras 5 y 6, la presente realización introduce de manera creativa al menos dos elementos elásticos de transductor 23A1, 23A2, y el esfuerzo de flexión del material elástico se usa para constituir un dispositivo de limpieza 2A que tiene una frecuencia de vibración natural fnatural. Según el principio de vibración, se hace que el dispositivo de limpieza 2A rote de manera alternativa mediante la frecuencia de accionamiento fo de la bobina de accionamiento 14 en el alojamiento de mango 10. Cuando la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza 2A es muy cercana a la frecuencia de accionamiento f0, la fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento 14 en el alojamiento de mango 10 y que actúa sobre el dispositivo de limpieza 2A lleva el dispositivo de limpieza 2A a un estado de oscilación de resonancia, cuando la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza 2A es igual a la frecuencia de accionamiento f0, la fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento 14 en el alojamiento de mango 10 y que actúa sobre el dispositivo de limpieza 2A lleva el dispositivo de limpieza 2A a un estado de vibración resonante. Se conoce bien que la eficiencia de transferencia de energía en un estado de oscilación de resonancia o estado de vibración resonante es muy alta. En una estructura de accionamiento existente que usa un cojinete (por ejemplo, el cojinete de bolas), se proporciona una pieza de restricción, tal como el cojinete etcétera, para impedir otros movimientos del dispositivo de limpieza distintos del movimiento rotatorio; sin embargo, una limitación de este tipo conllevará ruido y una pérdida de energía al tiempo que aumenta el coste. En la presente invención, debido a la configuración razonable de elementos elásticos e imanes permanentes, es posible lograr una rotación suave del dispositivo de limpieza 2A, eliminando de ese modo algunas de las piezas de restricción que deben proporcionarse con el fin de lograr la rotación del dispositivo de limpieza (tal como cojinetes, etc.). En la presente invención, dado que los imanes permanentes están dispuestos razonablemente de modo que la fuerza electromagnética resultante recibida sobre el conjunto pasivo es cero, y un par de torsión que actúa sobre el conjunto pasivo se utiliza de manera ingeniosa, es posible eliminar la estructura de restricción y, por tanto, se hace que el dispositivo de limpieza sea más compacto en su estructura, más estable en rotación y menos ruidoso. Además, en comparación con una estructura en la que sólo se proporciona un elemento elástico de transductor, la estructura de dispositivo de limpieza de la presente invención tiene menos ruido y una mayor eficiencia.As shown in Figures 5 and 6, the present embodiment creatively introduces at least two elastic transducer elements 23A1, 23A2, and the bending stress of the elastic material is used to constitute a cleaning device 2A having a frequency natural vibration f natural . According to the vibration principle, it makes the cleaning device 2A rotate alternately by the driving frequency f or the driving coil 14 in the handle housing 10. When the natural natural frequency f of the cleaning device 2A is Very close to the drive frequency f 0 , the electromagnetic force generated by the drive coil 14 in the handle housing 10 and acting on the cleaning device 2A brings the cleaning device 2A into a state of resonance oscillation, when the natural frequency f natural of the cleaning device 2A is equal to the driving frequency f 0 , the electromagnetic force generated by the drive coil 14 in the handle housing 10 and acting on the cleaning device 2A carries the cleaning device 2A to a state of resonant vibration. It is well known that the energy transfer efficiency in a resonant oscillation state or resonant vibration state is very high. In an existing drive structure using a bearing (for example, the ball bearing), a restriction piece, such as the bearing and so on, is provided to prevent other movements of the cleaning device other than rotational movement; however, such a limitation will lead to noise and energy loss while increasing cost. In the present invention, due to the reasonable configuration of elastic elements and permanent magnets, it is possible to achieve smooth rotation of the cleaning device 2A, thereby eliminating some of the restraining parts that must be provided in order to achieve the rotation of the cleaning device (such as bearings, etc.). In the present invention, since the permanent magnets are reasonably arranged so that the resulting electromagnetic force received on the passive assembly is zero, and a torque acting on the passive assembly is used ingeniously, it is possible to eliminate the structure. restriction and thus the cleaning device is made more compact in structure, more stable in rotation and less noisy. Furthermore, compared with a structure in which only one elastic transducer element is provided, the cleaning device structure of the present invention has less noise and higher efficiency.
Las figuras 8, 9 y 10 ilustran otro tipo de transductor de dispositivo de limpieza 23B. Tal como se muestra en la figura, el transductor de dispositivo de limpieza 23B comprende el primer elemento elástico de transductor 23B1, el segundo elemento elástico de transductor 23B2, el soporte de transductor 23B4, el primer retenedor de elemento elástico de transductor 23B31, el segundo retenedor de elemento elástico de transductor 23B32 y el árbol de acoplamiento de portador de elemento de limpieza 23B5, y las partes anteriores pueden moldearse como el transductor de dispositivo de limpieza 23B a través de moldeo por inyección global.Figures 8, 9 and 10 illustrate another type of cleaning device transducer 23B. As shown in the figure, the cleaning device transducer 23B comprises the first transducer elastic element 23B1, the second transducer elastic element 23B2, the transducer holder 23B4, the first transducer elastic element retainer 23B31, the second transducer elastic element retainer 23B32 and cleaning element carrier coupling shaft 23B5, and the above parts can be molded as cleaning device transducer 23B through global injection molding.
Los retenedores de elemento elástico de transductor 23B31, 23B32 se proporcionan en el lado exterior del soporte de transductor 23B4 respectivamente, acoplándose los soportes derecho e izquierdo 21B, 22B del dispositivo de limpieza y los retenedores de elemento elástico de transductor 23B31, 23B32 entre sí de manera fija a través del tornillo de bloqueo 27B. En este ejemplo, el primer elemento elástico de transductor 23B1 y el segundo elemento elástico de transductor 23B2 son paralelos entre sí, y están distribuidos simétricamente con respecto al eje de rotación o una línea paralela al eje de rotación. El primer elemento elástico de transductor 23B1 y el segundo elemento elástico de transductor 23B2 están ubicados a ambos lados del eje de rotación del soporte de transductor, siendo el ángulo entre el primer elemento elástico de transductor 23B1 y el segundo elemento elástico de transductor 23B2 de 180°. Suponiendo que, cuando la bobina de accionamiento 14 aplica una fuerza electromagnética a los imanes permanentes 24, 25 y el conjunto pasivo se somete a un par de torsión en sentido horario, los brazos de transmisión 23B41, 23B42 del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor del dispositivo de limpieza transmiten un par de torsión a los elementos elásticos de transductor primero y segundo 23B1, 23B2, de modo que el primer elemento elástico de transductor 23B1 genera un esfuerzo de flexión alrededor del retenedor de elemento elástico de transductor 23B31 en el sentido antihorario, y de modo que el segundo elemento elástico de transductor 23B2 también genera un esfuerzo de flexión en el sentido de rotación antihorario alrededor del retenedor de elemento elástico de transductor 23B32. El transductor 23B rota en sentido horario alrededor de un eje de rotación. Por el contrario, cuando el conjunto pasivo se somete a un par de torsión en sentido antihorario, los brazos de transmisión 23B41, 23B42 del elemento elástico de acoplamiento de soporte de transductor del dispositivo de limpieza transmiten un par de torsión a los elementos elásticos de transductor primero y segundo 23B1, 23B2, de modo que los elementos elásticos de transductor primero y segundo 23B1, 23B2 genera esfuerzos de flexión en sentido horario alrededor de los respectivos retenedores de elemento elástico de transductor 23B31, 23B32. El transductor 23B realiza una rotación en sentido antihorario alrededor del eje de rotación. El análisis de movimiento de un dispositivo de limpieza de este tipo es similar al análisis de movimiento del dispositivo de limpieza anterior.The transducer spring retainers 23B31, 23B32 are provided on the outer side of the transducer mount 23B4 respectively, the right and left mounts 21B, 22B of the cleaning device and the transducer spring retainers 23B31, 23B32 engaging each other from fixed way through locking screw 27B. In this example, the first elastic transducer element 23B1 and the second elastic transducer element 23B2 are parallel to each other, and are symmetrically distributed with respect to the axis of rotation or a line parallel to the axis of rotation. The first elastic transducer element 23B1 and the second elastic transducer element 23B2 are located on both sides of the axis of rotation of the transducer holder, the angle between the first elastic transducer element 23B1 and the second elastic transducer element 23B2 being 180 °. Assuming that, when the drive coil 14 applies an electromagnetic force to the permanent magnets 24, 25 and the passive assembly is subjected to a clockwise torque, the transmission arms 23B41, 23B42 of the spring support coupling element cleaning device transducer transmits a torque to the first and second transducer elastic elements 23B1, 23B2, so that the first transducer elastic element 23B1 generates a bending stress around the transducer elastic element retainer 23B31 in the direction counterclockwise, and so that the second transducer spring member 23B2 also generates a bending stress in the counterclockwise direction of rotation around the transducer spring member retainer 23B32. Transducer 23B rotates clockwise about an axis of rotation. On the contrary, when the passive assembly is subjected to a counterclockwise torque, the transmission arms 23B41, 23B42 of the elastic element of the transducer support coupling of the cleaning device transmit a torque to the elastic elements of transducer first and second 23B1, 23B2, so that the first and second transducer spring elements 23B1, 23B2 generate clockwise flexural stresses around respective transducer spring element retainers 23B31, 23B32. The transducer 23B performs a counterclockwise rotation about the axis of rotation. The motion analysis of such a cleaning device is similar to the motion analysis of the above cleaning device.
Las figuras 11 y 12 ilustran todavía otro tipo de transductor de dispositivo de limpieza 23C. Con respecto al transductor 23A del dispositivo de limpieza 2A, el primer elemento elástico de transductor 23C1 y el segundo elemento elástico de transductor 23C2 en esta disposición se proporcionan a ambos lados del eje de rotación del transductor, y el ángulo entre los mismos es a, donde 90°<a<180°, o también puede ser 90°<a<270° El análisis de movimiento en esta disposición es tal como se indicó anteriormente y sus principios son idénticos.Figures 11 and 12 illustrate yet another type of cleaning device transducer 23C. With respect to the transducer 23A of the cleaning device 2A, the first transducer elastic member 23C1 and the second transducer elastic member 23C2 in this arrangement are provided on both sides of the axis of rotation of the transducer, and the angle between them is a, where 90 ° <to <180 °, or it can also be 90 ° <to <270 ° The analysis of motion in this arrangement is as indicated above and its principles are identical.
Aunque la descripción anterior se ha realizado con dos elementos elásticos de transductor como ejemplo, la presente invención no se limita a los dos tal como se muestra en este ejemplo. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 13, el transductor 23C puede comprender tres elementos elásticos de transductor: el elemento elástico de transductor 23C11, el elemento elástico de transductor 23C22 y el elemento elástico de transductor 23C33. Los ángulos del elemento elástico de transductor 23C11 y el elemento elástico de transductor 23C22 con respecto al elemento elástico de transductor 23C33 pueden ser ambos p, donde 90°<p<180°, y el ángulo del elemento elástico de transductor 23C11 con respecto al elemento elástico de transductor 23C22 puede ser 5, donde 5 = 360° -2p. Tal como se muestra en la figura 13, al establecer razonablemente la forma y la dimensión del elemento elástico de transductor 23C11, el elemento elástico de transductor 23C22 y el elemento elástico de transductor 23C33 así como las posiciones relativas de los mismos, también es posible que el transductor de dispositivo de limpieza 23C se equilibre de manera mecánica y soporte un par de torsión.Although the above description has been made with two elastic transducer elements as an example, the present invention is not limited to both as shown in this example. For example, as shown in FIG. 13, transducer 23C may comprise three elastic transducer elements: elastic transducer element 23C11, elastic transducer element 23C22, and elastic transducer element 23C33. The angles of the elastic transducer element 23C11 and the elastic transducer element 23C22 with respect to the elastic transducer element 23C33 can both be p, where 90 ° <p <180 °, and the angle of the elastic transducer element 23C11 with respect to the element 23C22 transducer elastic can be 5, where 5 = 360 ° -2p. As shown in Figure 13, by reasonably establishing the shape and dimension of the elastic transducer element 23C11, the elastic transducer element 23C22 and the elastic transducer element 23C33 as well as the relative positions thereof, it is also possible that the cleaning device transducer 23C is mechanically balanced and torqued.
Por supuesto, pueden proporcionarse más elementos elásticos de transductor sin apartarse del alcance de la presente invención, los cuales no se enumerarán en el presente documento.Of course, more elastic transducer elements can be provided without departing from the scope of the present invention, which will not be listed herein.
La presente invención introduce de manera creativa al menos dos elementos elásticos de transductor, y estos elementos elásticos de transductor están distribuidos alrededor del eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza o una línea paralela al eje de rotación. El ángulo entre al menos dos elementos elásticos de transductor es mayor de 90° y menor de 270°; el ángulo del par de torsión aplicado a los dos elementos elásticos de transductor con respecto a la fuerza equivalente de los respectivos retenedores de elemento elástico de transductor es mayor de 90° y menor de 270°; y la fuerza equivalente y el momento de los respectivos retenedores de elemento elástico de transductor tienen el mismo sentido. Es preferible proporcionar dos elementos elásticos de transductor que tengan un ángulo de 180° y distribuirlos simétricamente con respecto a un eje de rotación o una línea paralela al eje de rotación de modo que las fuerzas sobre todos los elementos elásticos de transductor sean equivalentes a la fuerza electromagnética resultante sobre el eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza y la fuerza electromagnética resultante sea sustancialmente cero, y se produzca un par de torsión alrededor del eje de rotación del transductor de dispositivo de limpieza o una línea paralela al eje de rotación. En una consideración exhaustiva de las propiedades mecánicas y los rendimientos de respuesta de frecuencia de los elementos elásticos de transductor, se prefiere que los elementos elásticos de transductor en este ejemplo sean elementos elásticos de tipo lámina. Se prefiere adicionalmente que los grosores de los elementos elásticos de tipo lámina sean menores que sus longitudes y las anchuras. Lo que más se prefiere es que los grosores de los elementos elásticos de tipo lámina sean de entre 0,05 mm y 1 mm.The present invention creatively introduces at least two elastic transducer elements, and these elastic transducer elements are distributed around the axis of rotation of the cleaning device transducer or a line parallel to the axis of rotation. The angle between at least two elastic transducer elements is greater than 90 ° and less than 270 °; the angle of the torque applied to the two elastic transducer elements relative to the equivalent force of the respective elastic transducer element retainers is greater than 90 ° and less than 270 °; and the equivalent force and moment of the respective transducer spring element retainers have the same sense. It is preferable to provide two elastic transducer elements having an angle of 180 ° and distribute them symmetrically with respect to an axis of rotation or a line parallel to the axis of rotation so that the forces on all elastic transducer elements are equivalent to the force electromagnetic force about the axis of rotation of the cleaning device transducer and the resulting electromagnetic force is substantially zero, and a torque occurs around the axis of rotation of the cleaning device transducer or a line parallel to the axis of rotation. In a thorough consideration of the mechanical properties and frequency response performances of the elastic transducer elements, it is preferred that the elastic transducer elements in this example are elastic elements of the sheet type. It is further preferred that the thicknesses of the sheet-like elastic elements are less than their lengths and widths. What is most preferred is that the thicknesses of the sheet-like elastic elements are between 0.05mm and 1mm.
El transductor del presente ejemplo está dotado de al menos dos elementos elásticos. Dos o más elementos elásticos pueden ser equivalentes a una pluralidad de resortes, y la pluralidad de resortes son equivalentes a un resorte virtual. El resorte virtual y la masa m constituyen un sistema de oscilador de resorte. El factor de rigidez de resorte en el sistema de oscilador de resorte es el factor de rigidez de este resorte virtual, de modo que el rendimiento de un único elemento elástico afecta directamente al factor de rigidez de resorte en el sistema de oscilador de resorte. A continuación, se realiza una descripción tomando un elemento elástico rectangular (un tipo de elemento elástico de tipo lámina) como ejemplo. Definición: Kirectangular es un factor de rigidez equivalente de un único elemento elástico rectangular cuando se somete a deformación por flexión; el grosor geométrico del elemento elástico rectangular en el sentido de fuerza es h; la dimensión geométrica del elemento elástico rectangular en un sentido desde el punto de soporte de fuerza hacia un punto de fijación, es decir, el sentido del brazo de fuerza, tiene una longitud L y una anchura b; según el principio de la mecánica de sólidos, el Kirectangular es directamente proporcional a bh3/L3, y el grosor h tiene una alta correlación con el factor de rigidez Kirectangular, por tanto al ajustar el grosor h, puede obtenerse un Kirectangular diferente.The transducer of the present example is provided with at least two elastic elements. Two or more elastic elements can be equivalent to a plurality of springs, and the plurality of springs are equivalent to a virtual spring. The virtual spring and mass m constitute a spring oscillator system. The spring stiffness factor in the spring oscillator system is the stiffness factor of this virtual spring, so the performance of a single elastic element directly affects the spring stiffness factor in the spring oscillator system. Next, a description is made by taking a rectangular elastic member (a kind of sheet-type elastic member) as an example. Definition: Kirectangular is an equivalent stiffness factor of a single rectangular elastic member when subjected to flexural deformation; the geometric thickness of the rectangular elastic element in the force sense is h; the geometric dimension of the rectangular elastic element in a direction from the point of support of force towards a point of fixation, that is to say, the direction of the force arm, has a length L and a width b; According to the principle of solid mechanics, the Kirectangular is directly proportional to bh3 / L3, and the thickness h has a high correlation with the Kirectangular stiffness factor, therefore by adjusting the thickness h, a different Kirectangular can be obtained.
Preferiblemente, el grosor del elemento elástico de tipo lámina es de entre 0,05 mm y 1 mm.Preferably, the thickness of the sheet-like elastic member is between 0.05mm and 1mm.
Los elementos elásticos circulares y el elemento elástico de tipo lámina son elementos elásticos habituales en aplicaciones industriales, y son fáciles de obtener del mercado. A continuación, se analizan los factores de rigidez equivalentes para el elemento elástico rectangular (un tipo del elemento elástico de tipo lámina) y el elemento elástico circular, cuando el elemento elástico está en un movimiento de flexión. El diámetro del elemento elástico circular se define como d. La magnitud del factor de rigidez equivalente Ki del elemento elástico es directamente proporcional a la amplitud de movimiento del elemento de limpieza. Dado que el factor de rigidez equivalente Kirectangular del elemento elástico rectangular es proporcional a bh3/L3, el factor de rigidez equivalente Kicircular del elemento elástico circular es proporcional a d4/L3, por tanto para el ajuste del factor de rigidez equivalente Ki, el elemento elástico rectangular tiene una extensión ajustable mayor que el elemento elástico circular. Por ejemplo, si la anchura b del elemento elástico rectangular se ajusta para que sea i , i veces el valor inicial, el factor de rigidez equivalente Kirectangular pasa a ser i , i veces el valor inicial. En cambio, cuando el diámetro d del elemento elástico circular se ajusta a i , i veces el valor inicial, el factor de rigidez equivalente Kicircular pasa a ser i,74 veces el valor inicial. Evidentemente, es más probable que el elemento elástico rectangular obtenga un factor de rigidez diferente que el elemento elástico circular al ajustar las dimensiones geométricas de las piezas.The circular elastic elements and the sheet-type elastic element are common elastic elements in industrial applications, and they are easy to obtain from the market. Next, the equivalent stiffness factors for the rectangular elastic member (a type of the sheet-type elastic member) and the circular elastic member, when the elastic member is in a bending motion, are discussed. The diameter of the circular elastic element is defined as d. The magnitude of the equivalent stiffness factor Ki of the elastic element is directly proportional to the range of motion of the cleaning element. Since the Kirectangular equivalent stiffness factor of the rectangular elastic element is proportional to bh3 / L3, the Kicircular equivalent stiffness factor of the circular elastic element is proportional to d4 / L3, therefore for the adjustment of the equivalent stiffness factor Ki, the element Rectangular elastic has an adjustable extension greater than the circular elastic element. For example, if the width b of the rectangular elastic member is set to be i, i times the initial value, the equivalent Kirectangular stiffness factor becomes i, i times the initial value. On the other hand, when the diameter d of the circular elastic element is adjusted to i, i times the initial value, the equivalent stiffness factor Kicircular becomes i, 74 times the initial value. Obviously, the rectangular elastic member is more likely to obtain a different stiffness factor than the circular elastic member when adjusting the geometric dimensions of the parts.
A partir de lo anterior, el elemento elástico rectangular puede lograr una calibración precisa del factor de rigidez equivalente Kirectangular del elemento elástico al ajustar el valor de la anchura b del elemento elástico, y también puede lograr una calibración aproximada del factor de rigidez equivalente Kirectangular del elemento elástico al ajustar el valor del grosor h del elemento elástico. Los análisis acerca del elemento elástico de tipo lámina y el elemento elástico rectangular son similares entre sí, y teniendo en cuenta las dimensiones de la pieza, el elemento elástico de tipo lámina es preferible para la presente invención.From the above, the rectangular elastic member can achieve an accurate calibration of the Kirectangular equivalent stiffness factor of the elastic member by adjusting the value of the width b of the elastic member, and can also achieve a rough calibration of the Kirectangular equivalent stiffness factor of the elastic element by adjusting the value of the thickness h of the elastic element. The discussions about the sheet-type elastic member and the rectangular elastic member are similar to each other, and considering the dimensions of the part, the sheet-type elastic member is preferable for the present invention.
Tal como se indicó anteriormente, con el fin de hacer que el aparato de cuidado personal tenga un rendimiento de conversión de energía eficiente, la frecuencia natural fnatural del dispositivo de limpieza debe ser cercana a o igual a la frecuencia fo de la fuerza electromagnética generada por la bobina de accionamiento en el alojamiento de mango 10. Igualmente, fnaturai es en proporcional a ■ v ji lili > y en el presente ejemplo, puede obtenerse valores diferentes de los factores de rigidez K al ajustar el grosor h del elemento elástico de tipo lámina, de modo que 0,85f0<fnatural<i,05f0. Las figuras i4 y i5 ilustran la situación en la que la presente invención se aplica al instrumento de higiene facial eléctrico. Tal como se muestra en las figuras, el soporte de transductor 23D4 se acopla con el portador de elemento de limpieza 3D. Cuando la corriente alterna fluye a través de la bobina de accionamiento en el mango, se genera una fuerza electromagnética, y la fuerza electromagnética acciona el transductor de dispositivo de limpieza. Con la estructura de dispositivo de limpieza de la presente invención, la energía y el movimiento pueden transferirse al elemento de limpieza suavemente, con poco ruido, de manera altamente eficiente y con un coste bajo, logrando por tanto el movimiento rotatorio alternativo a alta velocidad del elemento de limpieza.As noted above, in order to make the personal care apparatus has a conversion efficiency efficient energy, natural natural frequency f of the cleaning device should be close or equal to the frequency fo of the electromagnetic force generated by the drive coil in the handle housing 10. Similarly, fnaturai is proportional to ■ v ji lili > and in the present example, different values of the stiffness factors K can be obtained by adjusting the thickness h of the sheet-type elastic element , so that 0.85f0 <fnatural <i, 05f0. Figures i4 and i5 illustrate the situation where the present invention is applied to the electric facial hygiene instrument. As shown in the figures, the transducer holder 23D4 mates with the 3D cleaning element holder. When alternating current flows through the drive coil in the handle, an electromagnetic force is generated, and the electromagnetic force drives the cleaning device transducer. With the cleaning device structure of the present invention, energy and movement can be transferred to the cleaning element smoothly, with low noise, highly efficient and with low cost, thereby achieving high-speed reciprocating rotary movement of the cleaning device. cleaning element.
En el curso del uso, los aparatos de cuidado personal entrarán inevitablemente en contacto con el líquido y, por tanto, el aparato de cuidado personal se sella habitualmente, es decir, es impermeable. Dado que el mango estáIn the course of use, the personal care appliances will inevitably come into contact with the liquid, and therefore the personal care appliance is usually sealed, that is, it is waterproof. Since the handle is
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sellado, y los dispositivos de potencia en el interior del mango tienen una condición de disipación de calor deficiente, es necesario controlar el consumo de potencia de los dispositivos de potencia en el aparato de cuidado personal. Según la presente invención, al distribuir razonablemente los imanes permanentes y los elementos elásticos para que constituyan un mecanismo de movimiento eficiente, es posible mejorar la eficiencia del aparato de cuidado personal, y garantizar que la potencia de entrada máxima del cepillo de dientes eléctrico o la afeitadora eléctrica sea menor de 6 W, garantizar que la potencia de entrada máxima del instrumento de higiene facial eléctrico sea menor de 10 W y garantizar que la potencia de entrada máxima de la ducha eléctrica sea menor de 15 W. sealed, and the power devices inside the handle have poor heat dissipation condition, it is necessary to control the power consumption of the power devices in the personal care apparatus. According to the present invention, by reasonably distributing the permanent magnets and elastic elements to constitute an efficient movement mechanism, it is possible to improve the efficiency of the personal care apparatus, and ensure that the maximum input power of the electric toothbrush or the electric shaver is less than 6W, ensure that the maximum input power of the electric facial hygiene instrument is less than 10W, and ensure that the maximum input power of the electric shower is less than 15W.
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